实验一典型环节的电路模拟和数字仿真实验.docx
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实验一典型环节的电路模拟和数字仿真实验
实验一典型环节的电路模拟与数字仿真实验
一实验目的
通过实验熟悉各种典型环节传递函数及其特性,掌握电路模拟和数字仿真研究方法。
二实验内容
1.设计各种典型环节的模拟电路。
2•编制获得各种典型环节阶跃特性的数字仿真程序。
3•完成各种典型环节模拟电路的阶跃特性测试,并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。
4.运行所编制的程序,完成典型环节阶跃特性的数字仿真研究,并与电路模拟研究的结果作比较。
三实验步骤
1•熟悉实验设备,设计并连接各种典型环节的模拟电路;
2•利用实验设备完成各典型环节模拟电路的阶跃特性测试,并研究
参数变化对典型环节阶跃特性的影响;
3•用MATLAB编写计算各典型环节阶跃特性的数字仿真研究,并与电路模拟测试结果作比较。
分析实验结果,完成实验报告。
四实验结果
1•积分环节模拟电路、阶跃响应
仿真结果:
2•比例积分环节模拟电路、阶跃响应
仿真结果:
3•比例微分环节模拟电路、阶跃响应
仿真结果:
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4.惯性环节模拟电路、阶跃响应
仿真结果:
5•实验结果分析:
积分环节的传递函数为G=1/Ts(T为积分时间常数),惯性环节的传递函数为G=1/(Ts+1)(T为惯性环节时间常数)。
当时间常数T趋近于无穷小,惯性环节可视为比例环节,
当时间常数T趋近于无穷大,惯性环节可视为积分环节。
实验二典型系统动态性能和稳定性分析的电路模拟与数
字仿真研究
一实验目的
1•学习和掌握动态性能指标的测试方法。
2.研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响。
二实验内容
1•观测二阶系统的阶跃响应,测出其超调量和调节时间,并研究其参数变化对动态性能和稳定性的影响。
三实验步骤
1•熟悉实验设备,设计并连接由一个积分环节和一个惯性环节组成
的二阶闭环系统的模拟电路;
2•利用实验设备观测该二阶系统模拟电路的阶跃特性,并测出其超
调量和调节时间;
3.二阶系统模拟电路的参数观测参数对系统的动态性能的影响;
4•分析结果,完成实验报告。
四实验结果
典型二阶系统
仿真结果:
1)过阻尼
2)无阻尼
3)欠阻尼
实验分析:
超调量变小,调节时间变大
实验三典型环节的频率特性测试
一实验目的
1•学习和掌握测量典型环节频率特性曲线的方法和技能。
2•学习根据实验所得频率特性曲线求取传递函数的方法。
二实验内容
1.用实验方法完成一阶惯性环节的频率特性曲线测试。
2.用实验方法完成典型二阶系统开环频率特性曲线测试。
3•根据测得的频率特性曲线求取各自的传递函数;
4.用数字仿真方法求取一阶惯性环节的频率特性和二阶系统开环
频率特性,并与实验所得结果比较。
三实验步骤
1.熟悉实验设备中的正弦信号发生电路,掌握改变信号幅值和频率的方法;
2.利用实验设备完成一阶惯性环节的频率特性曲线测试;
3.利用实验设备完成典型二阶系统开环频率特性曲线测试;
4.根据测得的频率特性曲线求取各自的传递函数;
5.运行计算机,分析结果,完成报告。
四实验结果
1.试用一阶惯性环节传递函数参数、电路设计及其幅相频特性曲线
一阶惯性环节模拟电路
仿真结果为:
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阶开环传递函数参数、电路设计及其幅相频特性曲线
二阶系统模拟电路
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NsNGNdSP,EH § 円1 8 L □ 2 •I ll K I 实验四线性系统串联校正的电路模拟与数字仿真研究 一实验目的 1•熟悉串联校正装置对线性系统稳定性和动态特性的影响。 2•掌握串联校正装置的设计方法和参数调试技术。 二实验内容 1•观测未校正系统的稳定性和动态特性。 2.按动态特性要求设计串联校正装置。 3•观测加串联校正装置后的系统的稳定性和动态特性,并观测校正 装置参数改变对系统性能的影响。 4•对线性系统串联校正装置进行计算机仿真研究,并对电路模拟与数字仿真结果进行比较研究。 三实验步骤 1•利用实验设备,根据图连接未校正电路,完成该系统的稳定性和动态特性观测; 2.按动态特性要求设计串联传递函数和模拟电路; 3.利用实验设备,根据图连接校正后电路,完成该系统的稳定性和动态特性观测; 4•改变串联校正装置的参数,对家校正后的二阶闭环系统进行调试,使其性能指标满足预定要求; 5.对线性系统串联校正装置进行计算机仿真研究,并对电路模拟与数字仿真结果进行比较研究; 6•分析实验结果,完成报告四实验结果 1•试验用未加校正二阶闭环系统模拟电路 仿真结果为: □专11-33*曰「? 1<也7'-0— 7? 日曰1I R-sJ31-zd4E-4巧CPLiErJdA T&.414.IIB-.P: -E112-»23.1 r_Fol4艺 L(R寸站 L护和空*M枕忡tGA, 辛沁flK.A.W" XL金 3E〒 MHfttel.D■-彳 ^1T«IltK 菲卄imitT JBl-V 厂jff? +H LJCT-+B 縮删Ta•討 MfiWlU二」 f-1□□lnq口 w日仃口L1ooo ;ifllii*^itt-;| 曲彳鼻箱Ug[牡 5F: w«atY [干压: m=〕 址til ww»fc» 卡■.示e 2.试验用加校正后的二阶闭环系统模拟电路 仿真结果为: mag ffl年点.1口上皿弓*〕「M ■STS: 1□□厂金^iddr- 2D0 IDQiQ TJ 33n« _rl r*Bodw —Polar 瓯幵疑殲 45H101A爹龙H3 -1J 5K7B -197S C.010 moog 4115 SI172 422 -93.-439 4.S71 104.23£ ■3207 -100.917 ■99GS 107.36: & -114F7 Ifldl7101 -16 IKsab ■10&.027 "! 口0 广日寸城 片卿越 巫眾 显.5}% 胶丰日 SMfeH.Q討 ffllffil.O-_±_j 夾他额•作 鍵I敲I.U 3.实验结果分析 加入校正装置后,可以使为校正系统的缺陷得到补偿,在一定程度 上能够使已校正系统满足要求的性能指标。 …………一…一.……
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- 关 键 词:
- 实验 典型 环节 电路 模拟 数字 仿真