北航自動控制原理實驗報告

TOC\o"1-1"\h\z\u實驗 一、二階系統(tǒng)的電子模擬及時域響應的動態(tài)測 實驗 頻率響應測 實驗 控制系統(tǒng)串聯(lián)校 實驗 控制系統(tǒng)數(shù)字仿 一、實驗目的學電子模擬機上建立典型環(huán)節(jié)系統(tǒng)模型的方法二、立一階系統(tǒng)的電子模型,觀測并記錄在不同時間常數(shù)T并測定其過渡過程時間TS立二階系統(tǒng)的電子模型,觀測并記錄在不同阻尼比ζ并測定其超調量σ%及過渡過程時間TS一階系統(tǒng)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：在實驗當中始終取,則取不同的時間常數(shù)T分別為：0.25、0.5、1記錄不同時間常數(shù)下階躍響應曲線，測量其過渡過程時ts（取二階系統(tǒng) ，則系統(tǒng)結構如圖1-２所示根據(jù)結構圖，建立的二階系統(tǒng)模擬線路如圖1 ， 取不同的 ,觀察并記錄階躍響應曲線測量調量σ%（ 誤差帶）,計算過渡過程時間TsHHMN-1型電子模擬機一臺PCHHMN-1比例 值，按照模擬線路圖搭接線路，不用的運算放大器接成比例器。 與系統(tǒng)輸入端連接，將 一階T1111T=T=T=二階0實測值理論值7T=T=

T=實驗圖線與理論圖線基本符合，公式得到驗證。實驗數(shù)據(jù)結果與理論數(shù)據(jù)有一些出入，原因在于選擇電阻時沒有合適的阻510千歐電阻代替500有可能引起誤差。系統(tǒng)模擬電路圖及系統(tǒng)結構圖分別如圖2-1及圖2-取R=200KΩ，則取R=100KΩ，若正弦輸入信號 。改變輸入信號頻 ,便可測得二和隨f(或ω)幅頻特性即測量輸入與輸出信號幅 實驗采用“圖形”法進行相頻特性的測試相位差角Ψ對于及 時，有即,顯然，僅當時，上式才成立HHMN-1PCHHMN-1型電子模擬機的使用方法，將各運算放大器接成比例斷開電源，按照實驗說明書上的條件和要求，計算電阻和電容的取值，按照模擬線路圖搭接線路，不用的運算放大器接成比例器。先選擇R=200K。將與系統(tǒng)輸入端連接，將與系統(tǒng)輸出端連接。線路運行軟件，分別獲得理論和實際仿真的曲線，并采用“XYGraph”觀測“圖形”。調整信號源頻率，連續(xù)獲得十組曲線，其中有一組的為“圖形”為正橢圓。R100K2~41．R200KΩ時的頻率響①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩f1/ω=14.1rad/s時的曲線和圖R100KΩ時的頻率響①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩f67891/ω=10rad/s時的曲線和圖由ω=14.1rad/s時相角 1.453R100KΩ 1.008其中為校正環(huán)節(jié)可放置在系統(tǒng)模型中來實現(xiàn)也可使用模擬電路的

給定a=2.44,T=0.26,則給定b0.12T83.33,HHMN-1型電子模擬機一臺PCHHMN-1值，按照模擬線路圖搭接線路，不用的運算放大器接成比例器。運行軟件，先不加入分別獲得理論和實際仿真的曲線接入，獲得滯后校正的理論和實際仿真的曲線，之后成獲得超前校正的理論和實際仿真的曲線不同校正環(huán)節(jié)的動態(tài)特性實測值理論值∞∞∞系統(tǒng)階躍響應曲未加校超前校滯后校系統(tǒng)Bode未加校正環(huán)節(jié)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函串聯(lián)超前校正系統(tǒng)開環(huán)傳遞串聯(lián)滯后校正系統(tǒng)開環(huán)傳遞三者Bode對超前校正：系統(tǒng) 明顯減小，相角、穿越頻率變大。為系統(tǒng)引一、實驗目二、實驗方四階—X(t)F(t,x(t),X(0) X(t為m維向量，t，u(t)均為標量，則在tn1 Xh

2K2KK

htn1

K1F(tn,Xn,utnKF

1h,

hK,ut K3F

1h,

h

,utnK4F(tnh,XnhK3,utn

(s) (s)

csn1csn

1 1 n

snasn1…x(t)AX(t)y(t)cXx(0)

維列向量，c為nx1(t)x

00

0 0 X(t)

b

A

1x 1

…a

1c[cn,cn1,…c1F(tX(t),u(t))AX(t(s)求K

s310s225s5（-分離點坐標d2/(d+5)+1/d=0,d=-5/3(與虛軸交點D(s)s310s225sKs=jwD(jw)(jw)310(jw)225jwK解得w1,25K系統(tǒng)根軌跡如下圖所已知

5---5------K超調量為5%時超調量為25%時超調量為50%時仿真結理論5仿真K通過程序找到精確的functionA=[010;001;-K-25-b=[00c=[K0X=[00Z=[00for尋找精確K思路：通過已經(jīng)估算的K值，在其鄰域[K3K3內(nèi)，每