典型环节的电路模拟.docx

文档介绍：NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,:__实验报告课程名称:_________控制理论(甲)实验_______指导老师:_________成绩:__________________实验名称:_________典型环节的电路模拟______实验类型:________________同组学生姓名:__________一、实验目的二、实验原理三、实验接线图四、实验设备五、实验步骤六、实验数据记录七、实验数据分析八、实验结果或结论一、-2型控制理论·计算机控制技术实验平台及“THBDC-2”软件的使用;;,并了解参数变化对其动态特性的影响。二、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。要对系统的设计和分析,必须熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应。本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成,原理图如左图图中Z1和Z2表示由R、C构成的复数阻抗。积分环节(I)积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。它的传递函数与方框图分别为:设Ui(S)为一单位阶跃信号,当积分系数为T时的响应曲线如右图所示。比例微分环节(PD)比例微分环节的传递函数与方框图分别为:其中设Ui(S)为一单位阶跃信号,右图示出了比例系数(K)为2、微分系数为TD时PD的输出响应曲线。惯性环节惯性环节的传递函数与方框图分别为:当Ui(S)输入端输入一个单位阶跃信号,且放大系数(K)为1、时间常数为T时响应曲线如右图所示。-2型控制理论·计算机控制技术实验平台;(含“THBDC-2”软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线。(I)环节根据积分环节的方框图,选择实验台上的通用电路单元(U12、U6)设计并组建相应的模拟电路,如下图所示。图中后一个单元为反相器,其中R0=200K。若积分时间常数T=1S时,电路中的参数取:R=100K,C=10uF(T=RC=100K×10uF=1);若积分时间常数T=,电路中的参数取:R=100K,C=1uF(T=RC=100K×1uF=);当ui为单位阶跃信号时,用“THBDC-2”软件观测并记录相应T值时的输出响应曲线,并与理论值进行比较。(注:由于实验电路中有积分环节,实验前一定要用“锁零单元”对积分电容进行锁零。)(PD)环节根据比例微分环节的方框图,选择实验台上的通用电路单元(U12、U6)设计并组建其模拟电路,如下图所示。图中后一个单元为反相器,其中R0=200K。若比例系数K=1、微分时间常数T=,电路中的参数取:R1=100K,R2=100K,C=1uF(K=R2/R1=1,T=R1C=100K×1uF=);若比例系数K=1、微分时间常数T=1S时,电路中的参数取:R1=100K,R2=100K,C=10uF(K=R2/R1=1,T=R1C=100K×10uF=1S);当ui为一单位阶跃信号时,用“THBDC-2”软件观测(选择“通道3-4”,其中通道