一二階系統(tǒng)全參數(shù)地測量與確定

實用標準文案廣西大學實驗報告紙姓名：劉志浩指導老師：林老師成績：學院：電氣工程學院專業(yè)：自動化班級：132實驗內(nèi)容：一、二階系統(tǒng)參數(shù)的測量與確定2015年4月23日其他組員:魯巍和劉志浩設(shè)計了MATLAB仿真并一起調(diào)試了動手實驗夏超設(shè)計了電路圖并在 multism 中做了仿真劉志浩通過和魯巍，夏超討論對實驗結(jié)果進行了分析，撰寫了實驗報告。【實驗時間】2015年4月23日【實驗地點】廣西大學綜合樓 808【實驗目的】學會一、二階系統(tǒng)參數(shù)的測定方法。【實驗設(shè)備與軟件】labACT實驗平臺與虛擬示波器【實驗原理】給定了模型或者系統(tǒng)，求其時域響應，一般稱為一個正問題。而有了系統(tǒng)的時域響應（有時候是一條連續(xù)的曲線，有時候則是一個信號序列）之后，反過來推算（估算）系統(tǒng)的模型，則是一個反問題。在工程實踐中，更多遇到的是反問題。也就是說，對于待控制的對象的模型（也就是其特性）一般來說是不知道的。即待控制的對象是一個灰箱甚至黑箱。但我們可以通過實驗（人為地加一些輸入信號）或者根據(jù)系統(tǒng)實際運行記錄，獲取系統(tǒng)的時域響應，然后再來估算系統(tǒng)的模型。系統(tǒng)模型的估算又分為兩類。一種情況是，已經(jīng)知道了系統(tǒng)模型的結(jié)構(gòu)，比如說，是一個一階系統(tǒng)或者二階系統(tǒng)，但對其內(nèi)在的參數(shù)還不知道。這種問題稱為參數(shù)估算（或者估計）。另外一種情況更為復雜，就連系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都不知道，需要根據(jù)系統(tǒng)時域響應先去估算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，然后再去估算系統(tǒng)的參數(shù)。這種問題稱為系統(tǒng)辨識。本次試驗針對一階和二階線性系統(tǒng)依時域響應對參數(shù)進行估計。1、對一階系統(tǒng)采用小車運動系統(tǒng)（如圖 1）為對象忽略車輪的轉(zhuǎn)動慣量，可假設(shè)小車收到的摩擦阻力大小與運動速度成正比，方向與汽車運動方向相反，系統(tǒng)可以簡化成簡單的質(zhì)量阻尼系統(tǒng)。小車運動模型根據(jù)牛頓運動定律，該系統(tǒng)的模型可以表示為精彩文檔實用標準文案mv bv uy v其中，m為小車的質(zhì)量， u為系統(tǒng)的驅(qū)動力， b為阻力系數(shù)。假設(shè)系統(tǒng)的初始條件為零，則動態(tài)系統(tǒng)的 Laplace 變換為msV(s)+bV(s)=U(s)整理得小車運動系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)

Y(s)=V(s)Y(s) 1U(s) ms b2、二階系統(tǒng)以雙容水箱系統(tǒng)（如圖 3）為對象根據(jù)流體力學與管道基本結(jié)構(gòu)，可以將雙容水箱的模型簡化為一個二階系統(tǒng)W(s)

K(T1s 1)(T2s 1) K雙容水箱系統(tǒng)【實驗內(nèi)容、方法、過程與分析】某小車運動系統(tǒng)模擬電路圖如圖精彩文檔實用標準文案Multisim 仿真實驗結(jié)論如下某雙容水箱系統(tǒng)的模擬電路如圖精彩文檔實用標準文案Multisim 仿真實驗結(jié)論如下labACT 實驗臺仿真結(jié)論如下圖精彩文檔實用標準文案精彩文檔實用標準文案由圖可得以下數(shù)據(jù)：輸入值Ui(v) 最終平穩(wěn)值(v) 達到平穩(wěn)時間(s)4.30 4.26 1.460由上表可得K4.2600.991；T1.4600.487。G(s)4.303m=0.487/0.991=0.491;b=1/0.991=1.009，所以m0.491b1.009

0.991 ,對應系數(shù)相等得0.487s1精彩文檔實用標準文案最大超調(diào)量σ%平穩(wěn)值(v)達到平穩(wěn)時間ts(s)0.391.880.49增益D=(1.88-0)/2=0.94，超調(diào)量σ%=39%，由ln(0.39)=-πξ/12解得ξ=0.29。由ts=ln(0.0512)/ξn=0.49,解得n=21.39.所以G(s)s20.9421.39221.39220.2921.39s由K/T1T20.9421.392(T1T2)/T1T220.2921.39(1K)/T1T221.392K15.87解得T10.104T20.348【實驗結(jié)論與總結(jié)】本次實驗學會了一階、二階系統(tǒng)參數(shù)的測定方法，實驗數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)在誤差允