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文档简介

3.1.2 二阶系统瞬态响应和稳定性一实验要求1. 了解和掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法及型二阶闭环系统的传递函数标准式2. 研究二阶闭环系统的结构参数-无阻尼振荡频率n、阻尼比对过渡过程的影响3. 掌握欠阻尼二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp、ts的计算4. 观察和分析典型二阶闭环系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼的瞬态响应曲线，欠阻尼二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp、ts值，并与理论计算值作比对。二实验原理及说明图3-1-7是典型的型二阶单位反馈系统原理方块图。图3-1-7 典型二阶闭环系统原理方块图型二阶系统的开环传递函数： （3-1-1）型二阶系统的闭环传递函数标准式： （3-1-2）自然频率（无阻尼振荡频率）： 阻尼比： （3-1-3）有二阶闭环系统模拟电路如图3-1-8所示。它由积分环节（A2）和惯性环节（A3）构成。图3-1-8 型二阶闭环系统模拟电路图3-1-8的二阶系统模拟电路的各环节参数及系统的传递函数：积分环节（A2单元）的积分时间常数Ti=R1*C1=1S 惯性环节（A3单元）的惯性时间常数 T=R2*C2=0.1S该闭环系统在A3单元中改变输入电阻R来调整增益K，R分别设定为 4k、40k、100k 。模拟电路的各环节参数代入式（3-1-1），该电路的开环传递函数为：模拟电路的开环传递函数代入式（3-1-2），该电路的闭环传递函数为：模拟电路的各环节参数代入式（3-1-3），该电路的自然频率、阻尼比和增益K的关系式为： 当R=100k， K=1 =1.58 1 为过阻尼响应， 当R=40k， K=2.5 =1 为临界阻尼响应， 当R=4k， K=25 =0.316 01过阻尼100K=1临界阻尼40K01欠阻尼10K4K2K 实验报告2：改变惯性环节时间常数 （积分时间常数Ti=1，惯性环节增益K=25，R=4K，C1=2u）参数项目反馈电容C2增加（A3）（減小）惯性环节时间常数T自然频率Wn（计算值)阻尼比（计算值)超调量MP(%)峰值时间tP调节时间tS测量值计算值测量值计算值测量值计算值01欠阻尼1u2u3u实验报告3： 改变积分环节时间常数 （惯性时间常数T=0.1，惯性环节增益K=25，R=4K，C2=1u）参数项目反馈电容C1減小（A2）（減小）积分环节时间常数Ti自然频率Wn（计算值)阻尼比（计算值)超调量MP(%)峰值时间tP调节时间tS测量值计算值测量值计算
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