文档介绍：实验七控制系统的稳态误差分析一、实验目的 1、研究系统在单位阶跃输入下的稳态误差变化。 2、掌握系统型次及开环增益对稳态误差的影响。 3、在 Mu ltisim 仿真平台上建立二阶电路, 通过示波器观测控制系统稳态误差变化情况。二、实验原理及内容构成下述环节的模拟线路, 分析该实验系统的型次和不同增益时对稳态误差的影响。图1 稳态误差分析电路图该电路图中选取信号为直流电压源,电阻和电容选用现实原件, 运放和电位器选用虚拟原件。系统的开环传递函数为: )103 .0 )(102 .0( 600 )()( 7???ss RsHsG 其中: R 7 为电位器从系统的开环传递函数知, 本系统属于 0 型系统, 并且开环增益 7600 R K?,则系统的稳态误差 K Ro e ss??1 。三、实验步骤 1、将开关 J2 断开, 电位器 R 7 调到 100K Ω进行实验, 观察示波器中响应曲线稳态误差的情况(见图 2)。 2 、将开关 J2 闭合,调节电位器的数值(利用 A键) ,观测稳态误差的大小变化以及收敛的速度。( 1 )当电位器 R 7为 200K Ω时,输出波形见图 3 (2) 当电位器 R 7为 100K Ω时,输出波形见图 4 ( 3 )当电位器 R 7为 50K Ω时,输出波形见图 5 图2 J2 断开时的稳态误差分析曲线图3 R7 = 200K Ω时误差分析曲线图4 R7 = 100K Ω时误差分析曲线实验八一阶系统频率特性测量一、实验目的 1 、加深了解系统及元件频率特性的物理概念。 2 、掌握系统及元件频率特性的测量方法,根据所测得的频率特性做出波特图。二、实验内容构成下述环节的模拟线路, 使用仿真软件中的波特图一加深对惯性环节的频率特性的理解, 通过测量值的变化规律得到系统的幅频特性和相频特性。 1、测量原理若输入信号 1 1 ( ) sin m u t U t ??,则在稳态时,其输出信号为 2 2 ( ) sin( ) m u t U t ? ?? ?, 改变输入信号的角频率值?, 便可以测得两组随?变化的值---- 12 mmuu 和?,进而可以通过测量值的变化规律得到系统的幅频特性和相频特性。 2、典型环节测试方框图如下图1 典型环节测试的方框图图2 惯性环节的模拟电路图在惯性环节中,系统的闭环传递函数为: 1 1 ( ) 1 1 G s RCs Ts ? ?? ?其中 T RC ?图3 惯性环节的幅频,相频曲线三、实验步骤在惯性环节中, ①令1 ( ) 1 w s s ??,在 Multisim 软件中仿真,画得幅频特性曲线,相频特性曲线。②令1 ( ) 1 w s s ??在 Multisim 软件中仿真, 画得幅频特性曲线,相频特性曲线。③在1 ( ) 1 w s s ??中得到输入输出曲线。④在1 ( ) 1 w s s ??中得到输入输出曲线。四、实验报告 1、画出被测系统的模拟电路图, 计算其传递函数, 根据传递函数绘制 Bode 图。 2、把上述测量数据列表。 3、分析测量误差。实验九二阶系统频域性能的分析( 1) 一、实验目的 1 、加深了解二阶系统频率特性的物理概念。 2 、掌握二阶系统频率特性的测量方法,应用软件中的虚拟仪表绘制二阶系统的波特图。二、实验内容构成下述环节的模拟线路, 使用仿真软件中的波特图一加深对震荡环节的频率特性的理解, 通过测量值的变化规律得到系统的幅频特性和相频特性。 1、测量原理若输入信号 1 1 ( ) sin m u t U t ??,则在稳态时,其输出信号为 2 2 ( ) sin( ) m u t U t ? ?? ?, 改变输入信号的角频率值?, 便可以测得两组随?变化的值---- 12 mmuu 和?,进而可以通过测量值的变化规律得到系统的幅频特性和相频特性。 2、典型环节测试方框图如下图1 典型环节测试的方框图图2 振荡环节的模拟电路图在上述振荡环节中,系统的传递函数为 2 2 2 2 2 2 1 1 ( ) 2 2 1 1 n n n G s s s T s Ts LCs RCs ??? ? ?? ??? ? ????图 3 振荡环节的幅频,相频曲线实验九二阶系统频域性能的分析( 1) 一、实验目的 1 、加深了解二阶系统频率特性的物理概念。 2 、掌握二阶系统频率特性的