ACT0512实验指导书

自动控制原理自动控制原理 实验指导书实验指导书 冉立冉立 四川大学电气信息学院四川大学电气信息学院 电气信息工程专业中心实验室电气信息工程专业中心实验室 二二 一一 年八月年八月 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 目目 录录 目目 录录 I 实验一 典型环节的电模拟及阶跃响应分析实验一 典型环节的电模拟及阶跃响应分析 1 实验二 二 三阶系统动态分析实验二 二 三阶系统动态分析 6 实验三 基于根轨迹法的系统综合实验三 基于根轨迹法的系统综合 10 实验四 频率特性测试实验四 频率特性测试 11 实验五 三阶系统串联校正实验五 三阶系统串联校正 14 实验六 典型非线性环节与非线性系统实验六 典型非线性环节与非线性系统 16 实验七 采样系统分析实验七 采样系统分析 22 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 0 实验一 典型环节的电模拟及阶跃响应分析实验一 典型环节的电模拟及阶跃响应分析 一 实验目的 一 实验目的 1 学习典型环节的电模拟方法及参数测试方法 2 观察典型环节的阶跃响应曲线 了解参数变化对动态特性的影响 3 学习虚拟仪器 抵频示波器 的使用方法 4 学习使用 MATLAB 中 SIMULINK 的使用 进行时域法分析 5 了解虚拟实验的使用方法 二 实验设备及仪器二 实验设备及仪器 1 模拟实验箱 2 低频信号发生器 3 虚拟仪器 低频示波器 4 计算机 5 MATLABL 仿真软件 三 实验内容三 实验内容 1 比例环节 比例环节 KsG 1 2 R R K 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 25 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK01 DDBDrawn By A1 R1 R0 R2 c t r t 从输入端加入阶跃信号 观察不同的比例系数 K 时的输出波形 并作记录 MATLAB 仿真 如图所示连接系统 在 Simulation Simulation parameters 中将仿真时间 Stop Time 设置为 10 秒 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 1 单击 Simulation Start 开始仿真 打开示波器 Scope 显示仿真结果 改变比例系数 K Gain 观察仿真结果的变化 2 积分环节 积分环节 s T sG 1 CRT 1 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 25 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK02 DDBDrawn By C A1 R1 R0 r t c t 从输入端加入阶跃信号 观察 T 0 1 秒 0 5 秒时的输出波形 并作记录 MATLAB 仿真 如图所示连接系统 与比例环节的步骤 相同 与比例环节的步骤 相同 改变时间常数 T 观察仿真结果的变化 3 惯性环节 一阶系统 惯性环节 一阶系统 1 s T K sG 1 2 R R K CRT 2 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 25 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK03 DDBDrawn By A1 R1 R0 R2 C r t c t 从输入端加入阶跃信号 a 保持 K 不变 分别观察 T 1 2 秒时的输出波形 并作记录 b 保持 T 不变 分别观察 K 1 2 时的输出波形 并作记录 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 2 MATLAB 仿真 如图所示连接系统 与比例环节的步骤 相同 与比例环节的步骤 相同 保持 K 不变 分别观察 T 1 2 秒时仿真结果的变化 保持 T 不变 分别观察 K 1 2 时的仿真结果的变化 4 震荡环节 震荡环节 12 1 22 sTsT sG ss 2 1 2R R 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 25 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK04 DDBDrawn By C1 R2 R1 A1 A2 R3 C2 A3 R4 R5 R6 r t c t 其中从输入端加入阶跃信号 分别观察 T 0 1s 0 1 0 5 0 7 1 时的输出波形 并作记录 MATLAB 仿真 如图所示连接系统 与比例环节的步骤 相同 与比例环节的步骤 相同 观察 T 0 1s 0 1 0 5 0 7 1 时的仿真结果 四 实验方法及步骤四 实验方法及步骤 1 根据摸拟电路图的要求 在摸拟实验箱上选择实验单元 认真接线 2 被测信号接到虚拟仪器 抵频示波器 输入端 调试 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 3 3 在被测系统输入端加入阶跃信号 观测并记录系统输出波形和有关数据 五 实验报告要求五 实验报告要求 1 实验线路及原始数据 测试数据及波形图 2 对实验中出现的现象进行讨论 对实验内容 3 从绘制的阶跃响应曲线上求出 K T ts 并将 ts 与理论计算值进行比较 3 简单叙述 MATLAB 仿真软件进行时域法分析的步骤 4 将两种测算结果进行误差分析 5 虚拟实验的感受及希望改进的地方 思考题思考题 1 根据实验结果 分析一阶系统 Ts 与 T K 之间的关系 2 认真思考一般环节的电路摸拟图构成 并找出规律 学会设计简单的环节摸拟图 附 一阶滞后惯性环节的虚拟实验演示附 一阶滞后惯性环节的虚拟实验演示 进入 MATLAB 运行环境 将当前工作路径设置为 虚拟实验 炉温系统 运行 main m 程序 出现主窗体 如图 a 单击 系统分析 按钮 进入 系统分析 窗体 如图 b 单击 输入系统参数 按钮 进入 系统参数设计 窗体 如图 c 单击 给定参数 按钮 进行系统缺省参数的设置 或在 参数输入 的各文本框中进行系统参数 的设置 单击 查看原始系统 可显示当前系统的 SIMULINK 模型 单击 退出 返回 系统分析 窗体 在 系统分析 窗体中 单击各功能按钮 观察当前参数作用下 系统的单位阶跃响应曲线 根轨 迹 Bode 图 幅值裕量和相角裕量和 Nyquist 图 改变系统的增益 K 时间常数 T 延迟时间常数 重复步骤 3 4 5 观察不同的参数作用 下 系统的时域 频域响应变化 单击 退出 返回主窗体 图 a 图 b 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 4 图 c 返回目录返回目录 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 5 实验二 二 三阶系统动态分析实验二 二 三阶系统动态分析 一 实验目的 一 实验目的 1 学习二 三阶系统的电模拟方法及参数测试方法 2 观察二 三阶系统的阶跃响应曲线 了解参数变化对动态特性的影响 3 学习虚拟仪器 超抵频示波器 的使用方法 4 使用 MATLAB 仿真软件进行时域法分析 5 了解虚拟实验的使用方法 二 实验设备及仪器二 实验设备及仪器 1 模拟实验箱 2 低频信号发生器 3 虚拟仪器 低频示波器 4 计算机 5 MATLABL 仿真软件 三 实验内容三 实验内容 1 二阶系统 11 21 21 sTsT KK sG 其中 K1分别为 1 5 7 10 K2 1 T1 T2 0 1s K1 K2 1 T1分别为 0 01s 0 1s 1s 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 28 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK04 DDBDrawn By C1 R2 R1 A1 A2 R3 C2 A3 R5 R6 R7 r t c t R4 2 三阶系统 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 6 111 0 sss K sG 其中 K 分别为 1 5 7 10 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 25 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK05 DDBDrawn By R6 R5 R4 A3 C2 R3 A2 A1 R1 R2 C1 C3 A4 R7 R8 R9 A5 R10 c t r t 3 自行设计系统的模拟电路 并根据时间常数 放大倍数要求选择合适的电阻和电容 4 用模拟实验箱 虚拟仪器 低频示波器 组成测试系统 5 纪录和观察每个频率点对应的系统输入和输出信号的变化 四 实验方法及步骤四 实验方法及步骤 1 请同学根据传函自行设计模拟电路 参数变动可采用改变电阻或电容方式实现 2 在模拟实验箱上按设计的模拟电路自行接线 并组成测试系统 3 输入信号采用阶跃信号 注意记录输出波形和有关数据 k ts N tp 4 使用 MATLAB 仿真软件 重复上述过程并注意记录输出波形和有关数据 五 实验报告要求五 实验报告要求 1 请将自己设计的摸拟电路和系统组成图绘出 2 请将参数组成的电阻 电容以表格形式列出 3 请将记录的波形绘出 测试数据以表格形式列出 4 比较两种仿真的结果进行误差分析 附附 1 MATLAB 仿真仿真 已知一个二阶系统的传递函数为 2 1 25 1 25 c G s ss 试绘制该系统的单位阶跃响应曲线 并计算系统的性能指标 MATLAB 程序如下所示 计算单位阶跃响应的超调量 峰值时间 调节时间 可以选择 5 或者 2 的误差带 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 7 Gc tf 1 25 1 1 1 25 系统的传递函数模型 step Gc y t step Gc mp tf max y 系统的最大峰值输出 cs length t tm max t 仿真最大时间 yss y cs 系统的稳态输出 sigma 100 mp yss yss 超调量 ts tp t tf 峰值时间 tp 计算调节时间 ts i cs 1 n 0 while n 0 i i 1 if i 1 n 1 elseif y i 1 05 yss 选择 5 的误差带 n 1 end end t1 t i cs length t j cs 1 n 0 while n 0 j j 1 if j 1 n 1 elseif y j 0 95 yss 选择 5 的误差带 n 1 end end t2 t j if t2t2 ts t1 end elseif t2 tp if t2 t1 ts t2 else ts t1 end end 附附 2 电动机速度 电动机速度 位置控制系统的虚拟实验演示位置控制系统的虚拟实验演示 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 8 进入 MATLAB 运行环境 将当前工作路径设置为 虚拟实验 电动机系统 运行 main m 程序 出现主窗体 图 a 单击各按钮进入相应的控制窗体 若单击 闭环速度控 制 按钮 进入图 b 所示窗体 单击 电动机参数 部分的 修改 按钮 在文本框中进行电动机参数的重新设置 在 输入信号 或 干扰信号 的列表框中 选择信号类型以及参数最大值的设置 调节滑动条可 改变参数大小 保持 PID 控制参数的缺省设置 P 1 I 0 D 0 单击 运行 按钮 在三维虚拟场景和示波器中观察电机转速方向和大小的改变 改变电机参数 输入信号和干扰信号的类型与大小 观察电机转速方向和大小的改变 单击 退出 返回主窗体 图 a 图 b 返返回回目录目录 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 9 实验三 基于根轨迹法的系统综合实验三 基于根轨迹法的系统综合 一 实验目的一 实验目的 1 学会在 MATLAB 运行环境下绘制根轨迹图 2 学会在 MATLAB 运行环境下分析根轨迹图 二 实验设备及仪器二 实验设备及仪器 1 计算机 2 MATLABL 仿真软件 三 实验内容三 实验内容 系统的根轨迹绘制与分析 1 进入 MATLAB 运行环境 将当前工作路径设置为 d 自动控制实验 根轨迹绘制与分析 2 运行 main m 程序 出现主窗体 单击 系统模型输入 按钮 3 在文本框中输入前向通道两环节 G1 s G2 s 和反馈环节 H s 的多项式 若 1 2 2 1 s G s s 则 分子多项式的输入方式为 1 2 分母多项式的输入方式为 1 0 1 注意 0 不能 省略 G2 s 和 H s 的输入方式同 G1 s 4 单击 确定 按钮 计算系统的开环与闭环传递函数 5 单击 根轨迹绘制 按钮 进行系统根轨迹的绘制 6 请同学自己在教材上选一个有零极点的三阶系统绘制其根轨迹图并分析 7 请同学自己选一个有双重零极点的三阶系统绘制其根轨迹图并分析 四 一阶滞后惯性环节的虚拟实验演示四 一阶滞后惯性环节的虚拟实验演示 1 进入 MATLAB 运行环境 将当前工作路径设置为 d 自动控制实验 虚拟实验 炉温系统 2 运行 main m 程序 出现主窗体 单击 系统分析 按钮 进入 系统分析 窗体 3 单击 输入系统参数 按钮 进入 系统参数设计 窗体 4 单击 给定参数 按钮 进行系统缺省参数的设置 或在 参数输入 的各文本框中进行系统参 数的设置 单击 查看原始系统 可显示当前系统的 SIMULINK 模型 单击 退出 返回 系统分析 窗体 5 在 系统分析 窗体中 单击各功能按钮 观察当前参数作用下 系统的单位阶跃响应曲线 根 轨迹 Bode 图 幅值裕量和相角裕量和 Nyquist 图 6 改变系统的增益 K 时间常数 T 延迟时间常数 重复步骤 3 4 5 观察不同的参数作用下 系统的时域 频域响应变化 7 单击 退出 返回主窗体 8 单击 控制器设计 进入设计窗体 单击 根轨迹法校正器的设计 按钮 进行 PID 控制器的 设计 设计的结果显示于 PID 控制器参数 框体 9 单击 运行 按钮进行系统仿真 退出 按钮返回主窗体 五 实验报告要求及思考五 实验报告要求及思考 1 将绘制的根轨迹图及绘制根轨迹的步骤写出 2 将绘制的根轨迹图的分析方法及结果写出 返回目录返回目录 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 10 实验四 频率特性测试实验四 频率特性测试 一 实验目的一 实验目的 1 掌握一种频率特性测试方法 2 根据测试的数据和计算结果绘制波特图 3 掌握使用 MATLAB 仿真软件绘制波特图 4 进一步熟悉仪器使用 二 实验设备及仪器二 实验设备及仪器 1 模拟实验箱 2 低频信号发生器 3 虚拟仪器 低频示波器 4 计算机 5 MATLABL 仿真软件 三 实验内容三 实验内容 1 被测三阶系统传递函数 12 1 5 2 22 21 sTsTsT sG 2 请同学自行设计三阶系统 一个惯性环节与一个震荡环节串联 的模拟电路 其中 T1 0 1s T2 0 01s K 5 0 5 3 请同学用低频信号发生器 模拟实验箱 虚拟仪器 低频示波器 组成频率特性测试系统 其中 低频信号发生器输出为 A1 A1 也是三阶系统的输入 三阶系统输出为 A2 4 纪录和观察每个频率点对应的系统输入和输出信号的变化 四 实验方法及步骤四 实验方法及步骤 1 用低频信号发生器 模拟实验箱 虚拟仪器 低频示波器 组成频率特性测试系统 2 低频信号发生器输出频率由低到高 每调整一次记录一次测试数据 特别是两个转折频率点的附 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 11 近 低频端 转折频率点可根据传函确定 3 测试数据方法 幅频特性上 db 可由 A1 与 A2 的比求出 db 20Lg A1 A2 相频特性的相位点相位 值 T1 T2 180 4 测试数据范围可先确定低频端 其次再根据两个转折频率点的位置 选择十到十二个点即可 5 使用 MATLAB 软件仿真记录图形 和上述测试数据点的 db 和 6 用计算方法和实测方法 确定 WC 和相对应的相位值 五 实验报告要求五 实验报告要求 1 完整的将自己设计的模拟电路图和频率特性测试系统接线图画出 2 将自己测试的数据和计算结果 以表格形式列出 并根据计算结果绘制波特图 3 将自己测试的数据和计算结果和用 MATLAB 仿真的结果进行比较 分析误差 4 了解用李莎育图形频率特性测试法的原理和方法 使用频率特性测试仪 附 附 连续系统 Bode 图的函数 bode 函数命令调用格式 1 mag phase w bode num den 绘制出以连续时间多项式传递函数表示的系统的 Bode 图 其中频率 范围由函数自动选取 输入变量 num 是系统的分子多项式 den 是系统的分母多项式 输出变量 mag 是系统 Bode 图的振幅值 可转换为分贝单位 magdb 20 log10 mag phase 是系统 Bode 图的相位值 单位为度 w 是系统 Bode 图的频率点 2 mag pha w bode a b c d 绘制出连续状态空间系统表示的系统的 Bode 图 输入变量 连续状态空间系统的 a b c d 矩阵 输出变量 同上 系统幅值裕量与相位裕量的函数 margin 函数命令调用格式 1 Gm Pm Wcp Wcg margin num den 计算出连续系统传递函数表示的幅值裕度和相角裕度 输入变量 num 是系统的分子多项式 den 是系统的分母多项式 输出变量 Gm 是系统的幅值裕度 Pm 是系统的相角裕度 Wcp 是 Gm 对应的角频率 Wcg 是 Pm 对应的角频率 2 Gm Pm Wcp Wcg margin a b c d 计算出连续状态空间系统表示的幅值裕度和相角裕度 输入变量 连续状态空间系统的 a b c d 矩阵 输出变量 同上 3 Gm Pm Wcp Wcg margin amag phase w 由幅值 mag 相角 phase 及角频率 w 矢量计算出系 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 12 统幅值裕度和相角裕度 输入变量 mag 是由 bode 求出的幅值 phase 是由 bode 求出的相位 w 是角频率 输出变量 同上 已知一个三阶系统传递函数为 101 0 01 0 12 0 10 22 sss sG 试绘制 Bode 图并计算系统的幅值裕度和相角裕度 MATLAB 程序如下所示 num 10 系统分子多项式 den1 0 2 1 惯性环节 den2 0 01 2 0 014 1 震荡环节 den conv den1 den2 运用多项式乘积函数 conv 求出系统的分母多项式 mag phase w bode num den 求出系统在各角频率点 w 的幅值 mag 与相位 phase bode num den 绘制 Bode 图 grid on 绘制网格线 Gm Pm Wcg Wcp margin num den 计算系统的幅值裕度和相角裕度 返回目录返回目录 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 13 实验五 三阶系统串联校正实验五 三阶系统串联校正 一 实验目的一 实验目的 1 知道系统开环放大倍数对系统稳定性的影响 2 根据要求 设计串联矫正环节 并适当地调整控制系统参数 3 通过对控制系统参数的调整 熟悉控制系统中校正装置的作用 二 实验设备及仪器二 实验设备及仪器 1 模拟实验箱 2 虚拟仪器 低频示波器 3 计算机 4 MATLAB 仿真软件 三 实验内容三 实验内容 设一单位反馈系统的结构图如下图所示 其中 k 是开环放大倍数 Gc s 为串联校正环节 当该系统出现近似等幅震荡现象时 既系统出现不稳定现象 试采用下列三种校正方案时 分别以 串联的形式加入系统 再测试系统的时域性能指标 是否稳定并加以比较 要求 T2 1 1 2 1 sT sT sGc 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 26 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK41 DDBDrawn By R0 R1 A1 C R2R3 R4 c t r t 其中 R1 R0 200K R2 R3 100k R4 10k C 10 滞后校正方案 摸拟电路图 用 MATLAB 仿真软件完成 Gc S 11 0 s k s 1 1 1 s 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 14 T2 T1 1 1 2 1 sT sT sGc 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 26 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK42 DDBDrawn By R0 R1 A1 R2R3 C1 c t r t 其中 R1 R0 3270K R2 270K R3 3000k C 10 滞后 超前校正方案 摸拟电路图 用 MATLAB 仿真软件完成 T1 T2 T3 T4 11 11 43 21 sTsT sTsT sGc 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 26 Aug 2004Sheet of File E DosP Pro33 ZK43 DDBDrawn By R0 R1 A1 C2 R2R3R4 C1 R5R6 c t r t 其中 R1 R0 1450K R2 240K R3 1200k R4 200K R5 10K R6 1K C1 10u C2 100u 四 实验方法及步骤四 实验方法及步骤 1 Gc s 1 观测并记录该系统 K 5 时的阶跃响应是否稳定 记录波形和有关数据 2 逐渐增大 K 值 直到系统出现近似等幅震荡为止 记录 Km 值 3 将设计的超前校正环节加入 观测并记录该系统阶跃响应是否稳定 记录波形和有关数据 4 若系统测试指标不满足要求 则可通过控制参数修改适当调整 基于频率法 5 使用 MATLAB 仿真软件设计滞后校正环节 滞后 超前校正环节 分别加入该系统 观测并记 录该系统阶跃响应是否稳定 记录波形和有关数据 重复第 4 步 五 实验报告要求五 实验报告要求 1 原系统及各校正环节的模拟线路图 或传递函数 各测试数据及响应曲线 2 对实验结果加以讨论 3 在开环放大倍数 K 等于原系统的临界 Km 情况下 采取哪种校正方案使得系统的动态性能最好 4 在 25 的情况下 采取哪种校正方案可使系统在斜坡信号作用时 稳态误差最小 返回目录返回目录 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 15 实验六 典型非线性环节与非线性系统实验六 典型非线性环节与非线性系统 一 实验目的一 实验目的 1 了解和掌握典型非线性环节的原理 2 观察和分析典型非线性环节的输出特性 3 了解和掌握典型非线性系统的原理 学会用相轨迹分析非线性系统的瞬间响应和稳态误差 4 了解和掌握相平面法 学会用相平面法分析非线性三阶系统 二 实验设备及仪器二 实验设备及仪器 1 自动控制原理教学模拟机一台 2 双踪示波器或虚拟示波器一台 3 计算机和数字万用表各一台 三 实验内容三 实验内容 1 典型非线性环节的特性实验 包括继电型 饱和型 死区 间隙 2 继电型非线性系统实验 包括不带速度和带速度负反馈 3 继电型非线性三阶系统实验 四 实验方法及步骤四 实验方法及步骤 1 典型非线性环节 此实验以运算放大器为基本元件 在输入端和反馈网络中设置相应元件 稳压 管 二极管 电阻和电容 组成各种典型非线性的模拟电路 继电特性 实验电路如下图所示 继电特性模拟电路 在自动控制原理教学模拟机上按上图搭接好电路 再把模拟电路中的输入 Ui 和输出 U0 接至示波器 的 X 轴和 Y 轴的输入通道 经检查无误后接通电源 然后调节电位器 W 即调节输入电压 就可在示波 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 16 器上观察到继电特性曲线并记录曲线及数据 理想继电特性如下图所示 图中 M 值等于双向稳压管的稳 压值 理想继电特性 饱和特性 模拟实验电路如下图所示 饱和特性模拟电路 在自动控制原理教学模拟机上按上图搭接好电路 再把模拟电路中的输入 Ui 和输出 U0 接至示波器 的 X 轴和 Y 轴的输入通道 经检查无误后接通电源 然后调节电位器 W 即调节输入电压 就可在示波 器上观察到饱和特性曲线并记录曲线及数据 理想饱和特性如下图所示 理想饱和特性 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 17 在理想饱和特性图中特性饱和值等于稳压管的稳压值 斜率 K 前一级反馈电阻值与输入电阻值之比 即 K Rf R 在实验中可改变 Rf 的值 即可在示波器上观察到特性曲线的在变化 死区特性 模拟实验电路如下 死区特性模拟电路 在模拟机上按上图搭接好电路 再把模拟电路中的输入 Ui 和输出 U0 接至示波器的 X 轴和 Y 轴的输 入通道 其中 Ui 输入电压电路采用继电特性的输入电压电路 经检查无误后接通电源 然后调节电位器 W 即调节输入电压 和 Rf 的值就可在示波器上观察到不同的饱和特性曲线并记录曲线及数据 死区特 性如下图所示 死区特性 在死区特性图中斜率 K 的值为 K Rf R0 死区 R2 12 30 0 4R2 V 实际 还要考虑二极管的 压降值 间隙特性 模拟实验电路如下 计 算 机 控 制 技 术 实 验 指 导 书 18 间隙特性模拟电路 在模拟机上按上图搭接好电路 再把模拟电路中的输入 Ui 和输出 U0 接至示波器的 X 轴和 Y 轴的输 入通道 其中 Ui 输入电压电路采用继电特性的输入电压电路 经检查无误后接通电源 然后调节电位器 W 即调节输入电压 和 R1 R2 Ci Cf 的值就可在示波器上观察到不同的饱和特性曲线并记录曲线及 数据 间隙特性如下图所示 间隙特性 在间隙特性图中 OA R2 12 30 0 4R2 V 式中 R2 的单位为 K 特性区线的斜率 tg Ci Rf Cf R0 由此可知改变 R2 和 R1 可改变间隙特性的宽度 改变 Rf R0 或 Ci Cf 的比值可调节 特性曲线的斜率 2 继电型非线性系统实验 包括不带速度和带速度负反馈 不带速度负反馈继电型非线性系统 其系统结构图和模拟电路图如下 继电型非线性系统结构图 电 气 信 息 学 院 电 气 信 息 工 程 专 业 中 心 实 验 室 19 继电型非线性系统模拟电路 在模拟机上按上图搭接好电路 再把模拟电路中的输入 Ui 和输出 U0 接至示波器的 X 轴和 Y 轴的输 入通道 经检查无误后接通电源 然后调节电位器 W 即调节输入电压 并分别施加及撤去幅值为 5V 4V 3V 2V 1V 电压时 用示波器观察并记录系统在 e 平面上的相轨迹 测量在 5V 阶跃信号下 系统的超调量 Mp 及振荡次数 带速度负反馈继电型非线性系统 其系统结构图如下 带速度负反馈继电型非线 性系统结构图 其模拟电路图为 继电型非线性系统模拟电路 在模拟机上按上图搭接好电路 再把模拟电路中的输入 Ui 和输出 U0 接至示波器的 X 轴和 Y 轴的输 入通道 经检查无误后接通电源 然后调节电位器 W 即调节