自动控制原理实验报告合肥工业大学Word格式.docx
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具体用法参见用户手册中的示波器部分。
1.观察比例环节的阶跃响应曲线
典型比例环节模似电路如图1-1-1所示。
该环节在A1单元中分别选取反馈电阻R1=100K、200K来改变比例参数。
实验步骤:
注:
‘SST’不能用“短路套”短接!
(1)将信号发生器(B1)中的阶跃输出0/+5V作为系统的输入信号(Ui)。
(2)安置短路套、联线,构造模拟电路:
(a)安置短路套
(b)测孔联线
(3)虚拟示波器(B3)的联接:
示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT(Uo)。
注:
CH1选‘X1’档,CH2置‘0’档。
(4)运行、观察、记录:
按下信号发生器(B1)阶跃信号按钮时(0→+5V阶跃),用示波器观测A6输出端(Uo)的实际响应曲线Uo(t),且将结果记下。
改变比例参数(改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1),重新观测结果,其实际阶跃响应曲线见表1-1-1。
当R1=200K的电路与相应曲线
当R1=100K的电路与相应曲线
2.观察惯性环节的阶跃响应曲线
典型惯性环节模似电路如图1-1-2所示。
该环节在A1单元中分别选取反馈电容C=1uf、2uf来改变时间常数。
(1)将信号发生器(B1)中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入(Ui)。
(a)安置短路套
改变时间常数(改变运算模拟单元A1的反馈反馈电容C),重新观测结果,其实际阶跃响应曲线见表1-1-1。
下图为实验电路以及示波器显示的波形
C=1uf时的电路图与相应曲线示波器显示:
当C=1uf时的电路图与相应曲线示波器显示:
3.观察积分环节的阶跃响应曲线
典型积分环节模似电路如图1-1-3所示。
该环节在A1单元中分别选取反馈电容C=1uf、2uf来改变时间常数。
(1)为了避免积分饱和,将函数发生器(B5)所产生的周期性方波信号(OUT),代替信号发生器(B1)中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入(Ui):
a.将函数发生器(B5)中的插针‘SST’用短路套短接。
b.将S1拨动开关置于最上档(阶跃信号)。
c.信号周期由拨动开关S2和“调频”旋钮调节,信号幅度由“调幅”旋钮调节,
以信号幅值小,信号周期较长比较适宜(频率在0.3Hz左右,幅度在1V左右)。
实验4,用‘扫频法’测量系统的对数幅频曲线和相频曲线
幅频曲线
相频曲线
二、MATLAB语言与控制系统仿真
实验任务:
⏹4-11
⏹绘制(a)(b)的根轨迹图
⏹绘制(a)(b)的单位阶跃响应图,分析比例-微分校正器的作用
⏹5-4
⏹绘制
(1)(3)的奈氏图
⏹绘制
(2)(4)的伯特图
MATLAB函数说明:
⏹根轨迹
⏹rlocus()
⏹格式1:
rlocus(num,den)
⏹num和den是系统开环传函GK(s)分子和分母多项式的系数。
⏹功能:
绘制系统根轨迹。
⏹频率法
⏹nyquist()
⏹格式:
nyquist(num,den)
⏹num和den是开环传递函数的分子和分母多项式的系数。
绘制系统的乃氏曲线。
⏹bode()
bode(num,den)
绘制系统的bode图。
4-11(A)
实验程序:
根轨迹图:
rlocus([5],[5,1,0])
4-11(B)
rlocus([4,5],[5,5,5])
5-4
(1)奈氏图
nyquist([2],[16,10,1])
(2)伯特图bode([50],[6,7,7,1,0,0])
(3)奈氏图nyquist([10,2],[1,0.1,0,0])
(4)伯特图bode([8,0.8],[1,5,30,29,25,0])
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