实验报告
课程名称:控制理论(乙)实验名称:频率特性的测量一、实验目的和要求(必填)三、主要仪器设备(必填)五、实验数据记录和处理七、讨论、心得
指导老师:
成绩:__________________
实验类型:________________同组学生姓名:__________
二、实验内容和原理(必填)
四、操作方法和实验步骤
六、实验结果与分析(必填)
一、实验目的1.掌握用李沙育图形法,测量各典型环节的频率特性;2.根据所测得的频率特性,做出波特图,据此求得环节的传递函数;
二、实验仪器设备1.控制理论电子模拟实验箱一台;2.双踪慢扫描示波器一台;3.万用表一只。
三、实验原理对于稳定的线性定常系统或环节,当其输入端加入一正弦信号XtXmsi
t,它的稳
态输出是一与输入信号同频率的正弦信号,但其幅值和相位将随着输入信号频率ω的变化而变化,即输出信号YtYmsi
t,其中GjYm,jargGj
Xm只要改变输入信号X(t)的频率ω,就可测得输出信号与输入信号的幅值比和它们的
相位差。不断改变X(t)的频率,就可测得被测环节(系统)的幅频特性Gj和相频特
性j。本实验采用李沙育图形法,测试方框图如下:
下表列出了超前与滞后相位的计算公式和光点的转向
f2Y0为椭圆与Y轴交点之间的长度,2X0为椭圆与X轴交点之间距离,Ym与Xm分别为Xt和Yt的幅值四、实验内容1.测量微分积分环节的频率特性;
分别测试其相频特性和幅频特性2.测量二阶系统的闭环频率特性
二阶系统的方框图如图所示。
五、测量结果与分析1微分积分环节的频率特性
f测量结果整理成以下表格:fHz2X0mV2Y0mVXmppmV
50240
176
976
100288
224
992
200224
160
992
5000
0
992
1k192
120
984
3k312
232
984
5k336
256
976
10k288
256
968
YmppmV
896744592544576688880960
20lgYmXm
07432499448452184651310808990072
si
12Y02Ym
deg113281752215680000012025197071691215466
si
12X02Xm
deg142351687713050000011252184862013717309
ψ
127821720014365000011638190961852516387
幅频特性
0000100
100020003000400050006000
20lgGjω
1000
10000
ωrads100000
相频特性
fDEG25000200001500010000
500000005000100100001500020000
ψω
1000
10000
100000ωrads
实验结果分析:将实验选择的参数代入计算得
理论值Hj
R2
1jc2
210711000j
R2
1jc2
R1
1jc1
210721000j
实验值与理论值的仿真结果基本吻合,但仍存在一定误差主要误差来源分析:从李萨如图形上读取数据时存在较大误差,图像不停的闪动,且由于r