中南大学机械工程控制实验报告.doc

中 南 大 学 机械工程控制基础 实 验 报 告 机电工程 学院 机械 专业班 同组人 成绩姓 名 fxj学号指导老师 实验日期 年月日 实 验 名 称 一阶RC电路的频率特性 一、实验目的1 研究频率特性的测定方法；2 研究一阶RC串联电路的频率特性；3 研究电路参数对频率特性的影响。 二、实验原理简述仍然采用实验一中的一阶RC串联电路，如图2-1。由式（1-1）可以得到图1-2（a），再由式（1-2）可以得到图1-2（b），此即为一阶RC电路的一种方框图表达形式。给输入端施加正弦激励根据线性系统理论，其输出为同频率的正弦信号,输出-输入正弦信号之间的幅值比随频率而变化,其变化规律称为系统的幅频特性;它们之间的相位差也是频率的函数,称为相频特性。即用以上幅值比和相位差构造一个复数,复数的模即为幅值比, 复数的幅角即为相位差,该复数同时表达了幅频特性和相频特性，因此称为系统的频率特性。该复数的求取通常有两个办法：一是将系统的传递函数中复变量s用纯虚数j来代替得到的复变函数就是式（2-4）所示的复函数。由实验一可求出其传递函数如下 所以，其频率特性式为，二是根据上述的定义，构建一个系统，给系统施加不同频率的正弦输入，测量其输出正弦的幅值与相位，计算出幅值比和相位差就可得到频率特性，这种方法叫实验法，就是本实验要采用的方法。三、实验仪器与设备计算机（数据采集卡：PCJ6014） NI ELVIS工作台套件,包括上面的面包板（原型板，Prototyping Board）,这两者之间通过68芯通信电缆相连 计算机软件 四、实验数据及其处理、图表本实验所读取的数据如下：（R=1M，C=1F，T=RC=1S）f/HZ Vp-p(A) Vp-p(B) dT/衽幅值相位差19.483.7283.59116000.963251-11.2204856.9773.7283.4588000.927575-16.40938149.3273.7913.3384200.880506-22.57824239.0833.7553.1373700.835419-31.84586371.413.7952.7882400.734651-32.08982453.9773.7412.5582400.683774-39.22361558.9343.7412.2962200.61374-44.26757613.2323.7372.2012100.588975-46.36034757.5393.7331.8932000.507099-54.54281856.893.7211.8151900.487772-58.61128934.8623.731.6191600.434048-53.8480518363.7951.0031000.264295-66.09622483.7240.762900.204619-72.835230583.7770.616600.163092-66.052839953.7080.498600.134304-86.29248483.7460.421400.112387-69.8112五、实验结果分析与讨论由所作的Nyquist,Bode图看出：一阶RC电路的频率特性的Nyquist图为正实轴下的一个半圆，与理论相符。本次试验与理论分析之间存在一定的误差，去除波动较大的数据点后，实验结果与理论的接近程度是可观的，在误差允许的范围内，实验基本成功。本次实验结论与理论值存在误差，但从中依然可以对一阶RC电路有个比较直观的认识。 通过RC电路的频率分析，我对频率特性有了定性的认识。 通过对实验数据的意义的分析和对