自動控制原理實驗指導書

1、自動控制原理實驗指導書ACES II西北工業(yè)大學自動化學院二零零五年三月 TOC o 1-5 h z 引言6實驗一典型環(huán)節(jié)的模擬研究15實驗目的15實驗內容15實驗步驟15觀察比例環(huán)節(jié)的階躍響應曲線15觀察積分環(huán)節(jié)的階躍響應曲線16觀察比例積分環(huán)節(jié)的階躍響應曲線16觀察微分環(huán)節(jié)的階躍響應曲線17觀察比例微分環(huán)節(jié)的階躍響應曲線18觀察比例微分積分環(huán)節(jié)的階躍響應曲線19觀察慣性環(huán)節(jié)的階躍響應曲線20觀察二階振蕩環(huán)節(jié)的階躍響應曲線21實驗結果22實驗二 典型系統(tǒng)的動態(tài)特性與穩(wěn)定性測試24實驗目的24實驗內容24實驗步驟24 典型二階系統(tǒng)的響應曲線24典型三階系統(tǒng)的響應曲線25實驗結果26實驗三 二階

2、系統(tǒng)特征參數對系統(tǒng)性能的影響28實驗目的28實驗內容28實驗步驟28 觀測特征參量對二階系統(tǒng)性能的影響28觀測特征參量n對二階系統(tǒng)性能的影響29觀測斜坡輸入作用下二階系統(tǒng)的靜態(tài)誤差30實驗結果31實驗四線性系統(tǒng)的串聯(lián)校正34實驗目的34實驗內容34實驗步驟34待校正線性系統(tǒng)34串聯(lián)滯后校正35串聯(lián)超前校正36串聯(lián)PD校正37實驗結果38實驗五線性系統(tǒng)校正39實驗目的39實驗內容39實驗步驟391 .待校正二階線性系統(tǒng)39反饋校正二階線性系統(tǒng)403 .待校正三階線性系統(tǒng)41超前滯后校正三階線性系統(tǒng)42實驗結果43實驗六開環(huán)增益與零極點對系統(tǒng)性能的影響44實驗目的44實驗內容44實驗步驟44原始二

3、階系統(tǒng)44閉環(huán)極點對原始二階系統(tǒng)的影響45閉環(huán)零點對原始二階系統(tǒng)的影響46開環(huán)極點對原始二階系統(tǒng)的影響49開環(huán)零點對原始二階系統(tǒng)的影響50開環(huán)增益K對二階系統(tǒng)的影響52實驗結果52實驗七 典型系統(tǒng)的頻率特性測試57實驗目的57實驗內容57實驗步驟57一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性57二階環(huán)節(jié)的頻率特性曲線58實驗結果59實驗八 典型非線性環(huán)節(jié)靜態(tài)特性測試60實驗目的60實驗內容60實驗步驟60繼電特性60飽和特性613 .死區(qū)特性614.間隙特性62實驗結果64實驗九 非線性系統(tǒng)的相平面法分析65實驗目的65實驗內容65實驗步驟65繼電型非線性二階系統(tǒng)65帶速度反饋的繼電型非線性二階系統(tǒng)66飽和型非線

4、性二階系統(tǒng)67實驗結果68實驗十 非線性系統(tǒng)的描述函數法分析69實驗目的69實驗內容69實驗步驟69繼電型非線性三階系統(tǒng)69飽和型非線性三階系統(tǒng)70實驗結果71實驗十一 狀態(tài)反饋72實驗目的72實驗內容72實驗步驟72待校正二階系統(tǒng)72狀態(tài)反饋系統(tǒng)73實驗結果74實驗十二 A/D與D/A轉換及零界階保持器75實驗目的75實驗內容75實驗步驟75A/D 與 D/A 轉換752 .零階采樣保持75實驗結果76實驗十三 離散控制系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性的混合仿真研究77實驗目的77實驗內容77實驗步驟771 .原始二階系統(tǒng)77離散控制二階系統(tǒng)78實驗結果78實驗十四 步進電機控制實驗79實驗目的79實驗

5、說明79實驗內容79實驗步驟79實驗十五直流電機轉速控制實驗80實驗目的80實驗說明80實驗內容80實驗步驟80實驗十六 溫度控制實驗81實驗目的81實驗說明81實驗內容81實驗步驟81實驗十七隨動系統(tǒng)實驗82實驗目的82實驗說明及內容82實驗思考題83自動控制原理作為自動化專業(yè)的主干專業(yè)課程在教學中占有重要地位，同時 該課程具有很強的實踐性，其教學實驗內容和教學實驗設備作為這一課程的重要 一環(huán)直接影響著教學和實驗的效果。近年來，盡管教學儀器市場繁榮，但各大專 院校自控原理教學實驗設備還普遍采用老的箱式結構實驗設備，并且缺乏控制對 象，隨著自控原理課程內容的不斷發(fā)展與擴充，老的自控原理教學實驗設備已不 能滿足現有實驗要求。為了改變現有狀況，使自動控制原理實驗提升一個層次，進一步提高教學和 實驗的質量，西北工業(yè)大學自動化學院充分發(fā)揮在自控原理課程上具有的資源優(yōu) 勢，統(tǒng)一規(guī)劃組織開發(fā)了“ACES自動控制綜合實驗臺”。實驗臺汲取了我院各 位相關專家老師多年的豐富教學經驗，通過反復實驗，多方征求同行專家和一線 任課教師的意見建議，完成了實驗臺的最終設計方案，得到了大家的普遍認可， 并已在我校自動控制原理實驗室投入使用?，F已推出ACE