典型环节的时域响应实验报告.doc

文档介绍：典型环节的时域响应实验报告一、实验要求了解和掌握各典型环节的传递函数及模拟电路图,观察和分析各典型环节的响应曲线。二、实验原理及内容:(P)(1)方框图: (2)传递函数: (3)阶跃响应: 其中(4)模拟电路图图1 注意:图中运算放大器的正相输入端已经对地接了的电阻,实验中不需要再接。以后的实验中用到的运放也如此。 (I)(1)方框图: (2)传递函数 (3)阶跃响应:  其中    (4)模拟电路图: 图2 (PI)(1)方框图:                           (2)传递函数:  (3)阶跃响应:其中  (4)模拟电路图:图3             (T)(1)方框图: (2)传递函数: (3)阶跃响应      其中(4)模拟电路图: 图4 (PD)(1)方框图: (2)传递函数: (3)阶跃响应: 其中为单位脉冲函数,这是一个面积为t的脉冲函数,脉冲宽度为零,幅值为无穷大,在实际中是得不到的。(4)模拟电路图:图5 (PID)(1)方框图:       (2)传递函数:           (3)阶跃响应:其中为单位脉冲函数,               (4)模拟电路图: 图 6三、,检查无误后开启设备电源。“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设置了锁零场效应管,所以运放具有锁零功能。调节调幅和调频电位器,使得“OUT”端输出的方波幅值为1V,周期为10s左右。,用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别监测模拟电路的输入Ui端和输出U0端,观测输出端的实际响应曲线U0(t),记录实验波形及结果。,重新观测结果。、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节和比例积分微分环节的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线,分别记录实验波形及结果。四、(P)(1)当R0=200K,R1=100K时,图形如下:(2)当R0=200K、R1=200K时,图形如下:结论:对于比例环节的放大系数,其影响因素为R1、R0电阻的比值,其比值越大,放大系数越大。2、积分环节(I)(1)R0=200k、C=1uF时波形如下:(2)R0=200k、C=2uF时波形如下:结论:对于积分环节的时间常数,其影响因素为C、R0的乘积,其乘积越大,时间常数越大,放大系数越小。比例积分环节(PI)(1)R0=200k、R1=200k、C=1uF时波形如下:(2)R0=200k、R1=200k、C=2uF时波形如下:结论:对于比例积分环节的时间常数,其影响因素为C、R0的乘积,其乘积越大,时间常数越大,放大倍数越小;偏移量K的影响因素为R1、R0电阻的比值,其比值越大,偏移量越大。惯性环节(T)(1)R0=200k、R1=200k、C=1uF时波形如下:R0=200k、R1=200k、C=2uF时波形如下:结论:对于惯性环节的时间常数,其影响因素为C、R0的乘积,其乘积越大,时间常数越大,输出信号与输入信号的延迟时间越长;稳态对应的放大倍数K的影响因素为R1、R0电阻的比值,其比值越大,稳态值与输入信号的幅值比值越大。比例微分环节(PD)(1)R0=R2=100k、R3=10k、C=1uF、R1=100k时波形如下:(2)R0=R2=100k、R3=10k、C=1uF、R1=200k时波形如下:结论:随着R1的变化,比例系数和微分时间常数会变化,对于微分调节,在输入信号的瞬间,输出值达到最大,但在以后,在比例调节的作用下,输出值为输入值的K倍。