實驗二 二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)

實驗二二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)實驗?zāi)康?、研究二階系統(tǒng)的特征參數(shù)，阻尼比ζ和無阻尼自然頻對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響，定量分析ζ和與最大超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間之間的關(guān)系。2、進一步學(xué)習(xí)實驗儀器的使用方法。3、學(xué)會根據(jù)系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線確定傳遞函數(shù)。實驗設(shè)備1、EL-AT-II型自動控制系統(tǒng)實驗箱一臺2、計算機一臺3、RS232串口線實驗原理及電路典型二階系統(tǒng)的方框圖及傳遞函數(shù)圖2-1是典型二階系統(tǒng)原理方框圖，其中，，分別為10、5、2.5、1。圖2-1開環(huán)傳遞函數(shù)：，其中=開環(huán)增益。閉環(huán)傳函：，其中，表2-1列出有關(guān)二階系統(tǒng)在三種情況（欠阻尼，臨界阻尼，過阻尼）下具體參數(shù)的表達式，以便計算理論值。至于推導(dǎo)過程請參照有關(guān)原理書。

表2-1模擬電路圖圖2-2實驗內(nèi)容1、搭建二階系統(tǒng)電路；2、觀測二階系統(tǒng)的阻尼比分別在0<<1，=1和>1三種情況下的單位階躍響應(yīng)曲線；3、求出二階系統(tǒng)動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能指標；4、根據(jù)頻率響應(yīng)曲線推到傳遞函數(shù)。實驗步驟啟動計算機，運行DICE計算機控制實現(xiàn)軟件。測試計算機與實驗箱的通信是否正常,通信正常繼續(xù)。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以繼續(xù)進行實驗。(1)按圖2-2接線，R=10K。r(t)輸入為階躍信號，搭建方法圖2-2，R=10K，按模擬電路圖由左至右依次使用A2、A4、A3運放單元構(gòu)建，第一級運放的反饋電阻由A2中IN和OUT之間的第三個開關(guān)撥至ON（由下至上），剩余的200K反饋電阻由A5中的W2或W4來構(gòu)建（注意在實驗過程中不允許調(diào)節(jié)此電位器）。將W2的一端連至A2單元的IN端、另一端連至A3單元的OUT端。(2)用示波器觀察系統(tǒng)階躍響應(yīng)C(t)，測量并記錄超調(diào)量，峰值時間和調(diào)節(jié)時間。記錄表2中。(3)分別按R=10K、40K、100K（在A3運放單元中改變R的值）改變系統(tǒng)開環(huán)增益，計算出k、、等參數(shù)，觀察相應(yīng)的階躍響應(yīng)、、，測量并記錄性能指標、、。并將測量值和計算值（實驗前必須按公式計算出）進行比較。繪制出響應(yīng)曲線，詳見下表。

表2-2實驗報告1、畫出二階系統(tǒng)的模擬電路圖，并求參數(shù)ζ和的表達式。2、把不同ζ和條件下測量的和值列表，根據(jù)測量結(jié)果得出相應(yīng)結(jié)