文档介绍：本科实验报告
课程名称:
自动控制原理实验
姓名:
学院(系):
专业:
控制
学号:
指导教师:
浙江大学实验报告
实验项目名称: 二阶系统的瞬态响应分析
同组学生姓名:
实验地点: 月牙楼301 实验日期:
实验目的和要求
1、熟悉二阶模拟系统的组成。
2、研究二阶系统分别工作在ζ=1,0<ζ<1和ζ>1三种状态下的单位阶跃响应。
3、分析增益K 对二阶系统单位阶跃响应的超调量σp、峰值时间Tp 和调整时间Ts。
实验内容和原理
图 1 为二阶系统的模拟电路图,它是由惯性环节、积分环节和反相器组成。图2 为图1 的原理方框图, 图中中 K= R2 / R1,T1=R3C1, T2=R3C2。二阶系统的闭环传递函数为:

二阶系统标准传递函数为:

对比式(1)和式(2),得
、
设T1=,T2=。则ω=10K ξ=
调节开环增益 K 值,不仅能改变系统无阻尼自然振荡频率ωn和. ζ的值,还可以得到过阻尼(ζ>1)、临界阻尼(ζ=1)和欠阻尼(ζ<1)三种情况下的阶跃响应曲线。
主要仪器设备
示波器、控制理论电子模拟实验箱
操作方法与实验步骤
根据图1,调节相应的参数,使系统的开环传递函数为:
2、令ui(t)=1V,在示波器上观察不同K(K=10,5,2,,)时的单位阶跃响应的波形,并由实验求得相应的σp、Tp 和Ts 的值。用实验箱中的三角波作为二阶系统的斜坡输入信号,观察并记录在不同K 值(K=2,)时,系统跟踪斜坡信号的稳态误差。
实验数据记录和处理
3、调节开环增益K,使二阶系统的阻尼比ζ=1/ 2 =,观察并记录此时的单位阶跃响应波形和σp、Tp 和Ts 的值。
实验结果与分析
K=10

Ts= Tp= σ=40%
K=5

Ts= Tp= σ=20%
K=2
Ts= Tp= σ=10%
K=

Ts=
K=
Ts=
用实验箱中的三角波作为二阶系统的斜坡输入信号
K=2

e=