文档介绍：<现代控制理论>实验实验报告姓名:____莫翰林____学号:____20162103001____ 专业:__机械制造及其自动化__指导教师:___郑华文__1、根据在实验箱搭建的各典型环节的实验电路图,得到的试验曲线,其并对其进行仿真分析,对比二者得到结论(将试验曲线插入表中,并作分析)。典型环节实验电路图实验时域曲线比列环节分析:理论输出电压,,,计算的比例系数为K=,相对误差为1%<5%实验参数R1=100kR2=100k比例系数K=R2/R1=1积分环节分析:,,。所以,积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比实验参数R=100kC=10uF积分时间常数TI=1s传递函数G(s)=U0(S)/Ui(S)比列积分环节分析:,,积分时间为1s。所以,比例积分环境有着积分环节和控制环节优点,比例部分能迅速响应,积分部分又能消除稳态误差。实验参数R1=100kR2=100kC=10uF比例系数K=R2/R1=1积分时间常数TI=1S传递函数G(s)=R2/R1*(1+1/(R2CS))比例微分(PD)环节分析:实验中坐标2数据通道1电压为-,,。所以,比例积分环境有着积分环节和控制环节优点,比例部分能迅速响应,积分部分又能消除稳态误差。实验参数R1=100kR2=100kC=1uF比例系数K=R2/R1=1微分时间常数Td=1s传递函数G(s)=K(1+TS)=R2/R1*(1+R1CS)比例积分微分(PID)环节分析:,,。在PID调节中,比例环节拟制住干扰的扩大,积分环节起消除余差的作用,微分调节有超前作用,可以用来克服容量滞后的现象。实验参数R1=100kC1=1uFR2=100kC2=1uF比例系数K=(R1C1+R2C2)/R1C2==1s微分时间常数Td=(s)=Kp+1/T1S+TdS惯性环节分析:,,积分时间为1s。即惯性环节越大,时间常数越大,延迟的时间也越大。实验参数R1=100kC1=10uF比例系数K=R2/R1=1时间常数T=1s传递函数G(s)=U0(S)/U1(S)=K/(TS+1)为什么实验中实验曲线与理论曲线有一定误差?如何减小实验中的误差?答:首先,因为选择的电子元件器件参数有误差;其次,每个元器件都会受温度的影响,产生误差;最后,由于线路接触不良或操作不当也会产生误差。所以输入输出曲线,无法与理论曲线完全一致。减小误差的方法:(1)必须严格按照实验步骤规范操作;(2)确保试验线路接触良好;(3)在积分环节中,实验前一定要用“锁零单元”对积分电容进行锁零。3、根据二阶系统线性定常系统的实验电路,并写出闭环传递函数,表明电路中的各参数。闭环传递函数:4、根据测得系统的单位阶跃响应曲线,分析分别在不同状态下,读出其瞬态响应参数(峰值时间tp、超调量Mp、调整时间ts),与仿真曲线比较,对实验结果做简单分析。实验曲线仿真曲线(=,系统处于欠阻尼状态)tp====,系统处于欠阻尼状态,系统的单位阶跃响应呈振荡衰减形式。,其超调量为53%左右。。与仿真图相比,图形是一样的,但峰值时间和超调量有微小变化。这是由实验误差引起的。实验曲线仿真曲线(=1,系统处于临界阻尼状态)T==1,系统处于临界阻尼状态,系统的单位阶跃响应是一条单调上升的指数曲线。。与仿真图相比,仿真图依然有一定的超调量,但是超调量非常小,这是由实验误差引起的。实验曲线仿真曲线(=2,系统处于过阻尼状态)T==2,系统处于过阻尼状态。系统的单位阶跃响应是一条单调上升的指数曲线,系统的阶跃响应无超调产生,。与仿真图相比,图形一致,时间参数大致相同。5、写出下图电路图的状态空间表达式,何为系统的能控?何为系统能观?-:式中:能控:u(t)对状态变量x(t)的控制能力,如果对于系统任意的初始状态,可以找到一个容许的输入量,在有