成绩
北京航空航天大学
自动控制原理实验报告
学院机械工程及自动化学
专业方向工业工程与制造
班级110715
学号
学生姓名吕龙
指导教师
自动控制与测试教学实验中心
f实验一一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试
实验时间20131030实验编号同组同学无
一、实验目的
1了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。
2学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。
3学习阶跃响应的测试方法。
二、实验内容
1建立一阶系统的电子模型观测并记录不同时间常数T时的跃响应曲线测定其过渡过程时间Ts。
2建立二阶系统的电子模型观测并记录不同阻尼比ζ时的跃响应曲线测定其超调量σ及过渡过程时间Ts。
三、实验原理
1一阶系统
系统传递函数为
模拟运算电路如图11所示
图11
由图得
在实验当中始终取则
取不同的时间常数T分别为025、05、1。
记录不同时间常数下阶跃响应曲线测量纪录其过渡过程时ts。取误差带
2二阶系统
其传递函数为
f令则系统结构如图12所示
图12
根据结构图建立的二阶系统模拟线路如图13所示
图13
取则及
取不同的值观察并记录阶跃响应曲线测量超调量σ取误差带计算过渡过程时间Ts。
四、实验设备
1HHMN1型电子模拟机一台。
2PC机一台。
3数字式万用表一块。
4导线若干。
五、实验步骤
1熟悉HHMN1型电子模拟机的使用方法将各运算放大器接成比例器通电调零。
2断开电源按照实验说明书上的条件和要求计算电阻和电容的取值按照模拟线路图搭接线路不用的运算放大器接成比例器。
3将与系统输入端连接将与系统输出端连接。线路接好后经教师检查后再通电。
4运行软件分别获得理论和实际仿真的曲线。
5观察实验结果记录实验数据绘制实验结果图形填写实验数据表格完成
f实验报告。
六、实验结果
1一阶系统
T025051
R2MΩ025051
111
实测值s076155303
理论值s075150300
响应曲线
1T025
2T05
f3T1
2二阶系统
0250510
R4MΩ2105
111
实测4051600
理论4441630实测值s10955249
理论值s14747
响应曲线
1R42MΩ
f2R41MΩ
3R405MΩ
七、结果分析
从得到的数据可以看出不论是一阶还是二阶系统实测值均与理论值有着或多或少的偏差。从实验的过程、原理分析可能的原因有以下几条
1电容电阻的标称值和实际值一般都有误差所以依次搭接的电路的传递函数和理论不完全一致。
2运放带来的误差一方面实验中的运放的正极没有接补偿电阻这有可能造成零点漂移以致结果不准确。另r