文档介绍：计算机与电子信息工程系二〇一二年三月 II 目录实验一典型环节及其阶跃响应............................................................. 2 实验二二阶系统阶跃响应..................................................................... 8 实验三控制系统的稳定性分析........................................................... 12 实验四系统频率特性测量................................................................... 16 实验五连续系统串联校正................................................................... 21 实验六数字 PID 控制........................................................................... 26 实验七状态反馈与状态观测器........................................................... 28 实验八非线性实验............................................................................... 31 实验九采样定理实验........................................................................... 35 实验十数据采集................................................................................... 41 III 实验一典型环节及其阶跃响应【实验目的】⒈掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。⒉掌握控制系统时域性能指标的测量方法。【实验仪器】⒈EL-AT- Ⅲ型自动控制系统实验箱一台⒉计算机一台【实验原理】⒈模拟实验的基本原理控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节,然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来,便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端,并利用计算机等测量仪器,测量系统的输出,便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。若改变系统的参数,还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。⒉时域性能指标的测量方法: 超调量σ%: ⑴启动计算机,在桌面双击图标[自动控制实验系统]运行软件。⑵检查 USB 线是否连接好,在实验项目下拉框中选中任实验,点击按钮,出现参数设置对话框设置好参数按确定按钮,此时无警告对话框出现表示通信正常,如出现警告表示通信不正常,找出原因使通信正常后才可以继续进行实验。⑶连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入 U1接A/D,D/A 卡的 AD1 输入。检查无误后接通电源。⑷在实验项目的下拉列表中,选择实验一[典型环节及其阶跃响应]。⑸鼠标单击按钮,弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认,等待屏幕的显示区显示实验结果。⑹用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值,带入下列算出超量: Y MAX-Y ∞Ó %= ——————× 100% Y ∞ Tp,Ts。利用软件的游标测量水平方向上从零到达最大值与从零到达 95 ﹪稳态值所需的时间值,便可得到 Tp,Ts。【实验内容】构成下述典型系统的模拟电路,并测量其阶跃响应: ⒈例环节的模拟电路及其传递函数如图 1-1 。 IV ⒉性环节的模拟电路及其传递函数如图 1-2 。⒊分环节的模拟电路及其传递函数如图 1-3 。⒋分环节的模拟电路及其传递函数如图 1-4 。⒌例+微分环节的模拟电路及其传递函数如图 1-5 。⒍例+积分环节的模拟电路及其传递函数如图 1-6 。【实验步骤】⒈启动计算机,在桌面上双击图标[自动控制试验系统]运行软件 V ⒉测试计算机与试验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通讯不正常原因使通信正常后才可以继续进行实验。比例环节: ⒊连接被测量典型环节的模拟电路(图 1-1 )。电路的输入 U1接A/D,D/ A 卡的 DA1 输出,电路的输出 U2接A/D,D/A 卡的 DA1 输入,检查无误后接通电源。⒋在实验项目的下拉列表中选择实验一[一,典型环节及其阶跃响应]。⒌鼠标单击按钮,弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认,等待屏幕的显示区显示实验结果