二阶系统瞬态响应和稳定性实验报告

南昌大学实验报告学生姓名学号专业班级实验类型验证综合设计创新实验日期实验成绩一、实验项目名称二阶系统瞬态响应和稳定性二实验要求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、研究型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、掌握欠阻尼型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，及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。三、主要仪器设备及耗材1计算机一台2AEDKLABACT自动控制理论教学实验系统一套3LABACT6_08软件一套四、实验内容和步骤有二阶闭环系统模拟电路如图317所示。它由积分环节（A2）和惯性环节（A3）构成。图318型二阶闭环系统模拟电路图318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TIR1C11S惯性环节（A3单元）的惯性时间常数TR2C201S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。电路的开环传递函数为RKKSTISKG10102其中电路的闭环传递函数为SN22该电路的自然频率、阻尼比和增益K的关系式为N10TIKI10T1当R100K，K11581为过阻尼响应，当R40K，K251为临界阻尼响应，当R4K，K25031601为欠阻尼响应。欠阻尼二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态指标MP、TP、TS的计算（K25、0316、158）N型二阶闭环系统模拟电路见图318。该环节在A3单元中改变输入电阻R来调整衰减时间。实验步骤注SST不能用“短路套”短接（1）用信号发生器（B1）的阶跃信号输出和幅度控制电位器构造输入信号（UI）B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/5V阶跃）。阶跃信号输出（B1的Y测孔）调整为2V（调节方法按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮，L9灯亮，调节电位器，用万用表测量Y测孔）。（2）构造模拟电路3）虚拟示波器（B3）的联接示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（CT）。注CH1选1档。（4）运行、观察、记录运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的二阶典型系统瞬态响应和稳定性实验项目，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。也可选用普通示波器观测实验结果。分别将（A11）中的直读式可变电阻调整到4K、40K、100K，按下B1按钮，用示波器观察在三种增益K下，A6输出端CT的系统阶跃响应。改变积分时间常数TI（惯性时间常数T01，惯性环节增益K25，R4K，C21U），重新观测结果，记录超调量MP，峰值时间TP和调节时间TS，填入实验报告。（计算值实验前必须按公式计算出）改变惯性时间常数T（积分时间常数TI1，惯性环节增益K25，R4K，C12U）重新观测结果，记录超调量MP，峰值时间TP和调节时间TS，填入实验报告。（计算值实验前必须按公式计算出）5、实验数据及处理结果（1）R4K，C21UMP07/207100338TP0240SMP07/207100338TP0240STS0810S（2）R1200K,C21U实际值为MP105/207100507TP0160STS028S理论值为WN2505MP0164100164TP0145STS024S（3）R4K,C22UF实际值为MP129/207100623TP0200STS132S理论值为TR2C2100K2UF02SWN112022TI04S故WN2505MP0510050TP0288STS122S2、（1）R40K,C22UFTS152S2）R1200K,C22UFTS0860S（3）R1200K，C22UFTS2000S3、R100K，C22UF（1）TS3600S（2）R1100K，C12UFTS0920S（3）R1100K，C22UFTS2720S6、实验总结与心得体会本次试验还算比较困难，让我明白讲理论知识付诸实际并不是那么的简单。不过最后