實驗三-二階系統(tǒng)的時域響應(yīng)及性能分析

實驗三二階系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)分析實驗指導(dǎo)書一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)和掌握二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的測試方法。研究典型二階系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響。二、實驗內(nèi)容1．根據(jù)二階系統(tǒng)的工作原理框圖(動態(tài)結(jié)構(gòu)方框圖)建立matlab/simulink仿真模型；2．觀測二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，測出其超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間，并研究其參數(shù)變化對動態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響。三、實驗步驟建立由一個積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)組成的二階閉環(huán)系統(tǒng)的模型；觀測該二階系統(tǒng)模擬電路的階躍特性，并測出其超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間；改變該二階系統(tǒng)模擬電路的參數(shù)，觀測參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。分析實驗結(jié)果，完成實驗報告。四、附錄1．典型二階系統(tǒng)典型二階系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)方框圖如圖3.1所示：R(s)R(s)E(s)1T0sKTC(s)圖3.1KG(S) K K 1K其開環(huán)傳遞函數(shù)為

SS1)， T1 01 K1 TsTs1 K K(s) o 1 1 1其閉環(huán)傳遞函數(shù)為 11

Ts1)K TTs2

sK，其1 o 1 1 o1 o 1TsTs 1o 1K1TTs2K1TTs2sT1Ko11TTo1ns22wsw2n nK1TTo1K1TTo11212ToKT11 12w

K1TT1K1TT10T0KT11 n中 ，取二階系統(tǒng)的模擬電路如圖3.2所示：1u1uCr(t)200k-CRx1uR+R0200k-R1++--200k+100k+Rc(t)++ +（1）比例環(huán)節(jié)G1

)

圖3.220021001

G(S)

CS 1 112 R R1o o

CS 200s1R1xCsR12xCs2xR比例慣性環(huán)節(jié)GR1xCsR12xCs2xR3 R RCs1R 10(s1)1 x 2 1 x比例環(huán)節(jié)G4

(S)

RR1)sG(sG(sG

(s)1 2 3 4x2 1 Rx200s100(Rx

s1)R x10000s(Rx

s1)

1104s21104s2sRx

1104s2sR (s)

1G(S) 1 x系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：

1 104s2sRxs2sRs2sR104x104w 101041212w1 50 2102R R n x x當(dāng) =1，系統(tǒng)為臨界阻尼；當(dāng) 1系統(tǒng)為過阻尼；當(dāng)0< <1,系統(tǒng)為欠阻尼當(dāng) =0，系統(tǒng)為無阻尼改變元件參數(shù)