實驗一控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的模擬

PAGE2實驗一控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的模擬（實驗地點：崇實樓三層?xùn)|側(cè)）1．實驗?zāi)康?)掌握常用控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的電子電路實現(xiàn)方法。2)測試典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線。3)了解典型環(huán)節(jié)中參數(shù)變化對輸出動態(tài)性能的影響。2．實驗儀器:1)TKKL—1實驗箱2)超低頻示波器一臺，萬用表3．實驗原理：以運算放大器為核心元件組成的各種典型環(huán)節(jié)，由不同的R-C輸入網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，對應(yīng)Z1、Z2復(fù)數(shù)阻抗。略去流入運放的電流，基于虛地概念有（1）由上式可求由下列電路組成典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及單位階躍響應(yīng)。以下省略反相“”號。(1)比例環(huán)節(jié)圖1-1比例環(huán)節(jié)記錄實驗所用元件參數(shù)、繪制單位階躍響應(yīng)曲線（至少記錄兩組），并進(jìn)行分析。(a)(b)(2)慣性環(huán)節(jié)（2）式中。圖1-2慣性環(huán)節(jié)記錄實驗所用元件參數(shù)、繪制階躍響應(yīng)曲線（至少記錄兩組），并進(jìn)行分析。(a)(b)(3)積分環(huán)節(jié)，（3）圖1-3積分環(huán)節(jié)記錄實驗所用元件參數(shù)、繪制輸出曲線（至少記錄兩組，最大值接近電源電壓），并進(jìn)行分析。(a)(b)(4)比例積分環(huán)節(jié)接線圖及單位階躍響應(yīng)如圖1-4所示。圖1-4比例—積分環(huán)節(jié)（3）記錄實驗所用元件參數(shù)、繪制輸出曲線（至少記錄兩組），并進(jìn)行分析。(a)(b)4．實驗內(nèi)容與步驟：（1）在TKKL—1實驗箱面包板搭建上述各典型環(huán)節(jié)。輸入單位階躍信號取自實驗箱中的信號發(fā)生器。準(zhǔn)備：調(diào)試實驗箱使運放處于工作狀態(tài)。（2）按下按鈕(或松開按鈕)SP時，用示波器觀測典型環(huán)節(jié)輸出端的實際響應(yīng)曲線，記錄曲線及元件參數(shù)。改變比例參數(shù)，重新觀測結(jié)果。（3）同理得積分、比例積分、比例微分和慣性環(huán)節(jié)的實際響應(yīng)曲線。5．實驗報告（注意：報告撰寫要詳細(xì)認(rèn)真，圖形規(guī)范、內(nèi)容充實，要有分析和結(jié)論）(1)畫出4種典型環(huán)節(jié)的實驗電路圖，并注明相應(yīng)的參數(shù)。(2)由階躍響應(yīng)曲線計算出慣性環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，并與由電路計算的結(jié)果相比較，分析其差別。(3)畫出各典型環(huán)節(jié)的單位階躍響應(yīng)波形，并分析參數(shù)對響應(yīng)曲線的影響。思考題（在實驗報告中簡要回答）(1)積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)主要差別是什么?