实验指导
目 录
     
        实验1 二阶系统运动规律的研究

实验项目性质:普通实验
所属课程名称:自动控制原理
实验计划学时: 2学时

 一、 实验目的
  1.熟悉模拟装置的组成及工作原理,学会用示波器测量参数。
  2.研究二阶系统特性参数。

二、实验内容和要求
  1.掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法。
  2.研究二阶系统运动规律。 研究其重要参数ζ对系统动态特性的影响,分析ζ与超调量σ%、过渡过程时间ts的关系。

三、实验主要仪器设备和材料
  1labACT自控/计控原理实验机一台
  2.数字存储示波器一台

 四、实验方法、步骤及结果测试

  典型二阶系统方框图如图2-1所示

2-1  二阶系统

 

  模拟线路图如图2-2所示:

 

                         2-2  二阶系统模拟电路图

实验内容:

  (1)用信号发生器(B1)的‘Y测孔输出'作为二阶系统输入的阶跃信号, 幅值为1V
  (2)按图2-2安置短路套及测孔联线。
  (3B3虚拟示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUTC(t))。
  (4)运行、观察、记录:

  运行LABACT程序,选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的二阶典型系统瞬态响应和稳定性实验项目,再选择开始实验(也可选用普通示波器观测实验结果)。点击开始,按下SB2按钮(1V阶跃信号),用示波器观察系统阶跃响应曲线C(t),按下停止,记录波形并测量峰值MP,稳态值M,及调节时间tS,计算超调量δ%
  改变参数如下:
  ① 改变惯性环节增益,即将(A7)中的直读式可变电阻分别调整到
  1R0 = 100K (ζ>1 )
  2R0 = 40K  (ζ=1 )
  3R0 = 10K  (0<ζ<1 )
  4R0 = 4K   (0<ζ<1)
  5R0 = 2K   (0<ζ<1)

  ②在欠阻尼的情况下,改变惯性环节时间常数 ,即C2电容值分别为
  1R0 = 4KC2=1μF
  2R0 = 4KC2=2μF
  3R0 = 4KC2=3μF

五、实验报告要求
  1.实验线路、波形及原始数据。
  2.理论值计算,结果分析。
  3.对实验现象进行分析讨论。

六、思考题
  1.从电路上分析二阶系统为什么调整可变电阻就可以调整ζ
  2.说明二阶系统的超调量、过渡过程时间与系统特征参数的关系。