实验一、典型环节及其阶跃响应
一、实验目的
1掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。2掌握控制系统时域性能指标的测量方法。
二、实验设备
1．ELATII型自动控制系统实验箱一台2．计算机一台
三、实验原理
1．模拟实验的基本原理：控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放
大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。2．时域性能指标的测量方法：超调量：1启动计算机，在桌面双击图标自动控制实验系统运行软件。2检查USB线是否连接好，在实验项目下拉框中选中任实验，点击按钮，出
现参数设置对话框设置好参数按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可以继续进行实验。3连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接AD、DA卡的DA1输出，电路的输出U2接AD、DA卡的AD1输入。检查无误后接通电源。4在实验项目的下拉列表中选择实验一典型环节及其阶跃响应。5鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。6用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值，代入下式算出超调量：
1
fYmaxY100Y
TP与TS：利用软件的游标测量水平方向上从零到达最大值与从零到达95稳态值所需的时间值，便可得到TP与TS。
四、实验内容
构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：1比例环节的模拟电路及其传递函数如图11。
G（S）R2R12惯性环节的模拟电路及其传递函数如图12。
G（S）KTS1KR2R1，TR2C
3积分环节的模拟电路及传递函数如图13。
G（S）1TSTRC4微分环节的模拟电路及传递函数如图14。
G（S）RCS
5例微分环节的模拟电路及传递函数如图15（未标明的C001uf）。G（S）K（TS1）
KR2R1，TR2C
2
f6比例积分环节的模拟电路及传递函数如图16。
G（S）K（11TS）KR2R1，TR2C
五、实验步骤
1启动计算机，在桌面双击图标自动控制实验系统运行软件。2测试计算机与实验箱的通信是否正常通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。比例环节3连接被测量r