一二阶系统参数的测量与确定

1、广西大学实验报告纸姓名：刘志浩指导老师：林老师学院：电气工程学院专业：自动化班级：132实验内容：一、二阶系统参数的测量与确定2015年4月23日其他组员:鲁巍和刘志浩设计了 matlab仿真并一起调试了动手实验夏超设计了电路图并在mult ism中做了仿真刘志浩通过和鲁巍，夏超讨论对实验结果进行了分析，撰写了实验报告。【实验时间】2015年4月23日 【实验地点】广西大学综合楼808【实验目的】学会一、二阶系统参数的测定方法。【实验设备与软件】labact实验平台与虚拟示波器【实。验原理】给定了模型或者系统，求其时域响应，一般称为一个正问题。而有了系统的时域响应（有 时候是一条连续的曲线，有

2、时候则是一个信号序列）之后，反过来推算（估算）系统的模型，则是一个反 问题。在工程实践中，更多遇到的是反问题。也就是说，对于待控制的对象的模型（也就是其特性）一般来 说是不知道的。即待控制的对象是一个灰箱甚至黑箱。但我们可以通过实验（人为地加一些输入信号）或 者根据系统实际运行记录，获取系统的时域响应，然后再来估算系统的模型。系统模型的估算又分为两类。一种情况是，己经知道了系统模型的结构，比如说，是一个一阶系统或 者二阶系统，但对其内在的参数还不知道。这种问题称为参数估算（或者估计）。另外一种情况更为复杂， 就连系统的结构都不知道，需要根据系统时域响应先去估算系统的结构，然后w去估算系统的参数

3、。这种 问题称为系统辨识。本次试验针对一阶和二阶线性系统依时域响应对参数进行估汁。1、对一阶系统采用小车运动系统（如图1）为对象忽略车轮的转动惯量，可假设小车收到的摩擦阻力大小与运动速度成正比，方向与汽车运动方向相反， 系统可以简化成简吊的质呈阻尼系统。bv小车运动模型根据牛顿运动定律，该系统的模型可以表示为jmv + bv = u其屮，m为小车的质量，u为系统的驱动力，b力阻力系数。 假设系统的初始条件为零，则动态系统的laplace变换为ms v (s)+b v (s)=u($)y(s)=v(s)整理得小车运动系统的传递函数为l/(s) /ns + b2、二阶系统以双容水箱系统(如图3)为

4、对象根据流体力学与管道基本结构，可以将双容水箱的模型简化为一个二阶系统w)n双容水箱系统【实验内容、方法、过程与分析】某小车运动系统模拟电路图如图multisim仿真实验结论如下某双容水箱系统的模拟电路如图vccmultisim仿真实验姑论如下oscilloscope-xsdlab act实验台访真绍论如下图06 08 17axm1o4k !bx=0212h cxbafck d肛2助8k |0010m( |lp«0000n p箱 06 08 177并始e ckedbcf rt. hup * 曲困ci 今'gl狐.0606aedk系利实铨机询式软件lcalahact - 1软竹

5、治波3（*进）je醐h艾件e）撕5 e;查看以）辦b）凋试cq）设胥；s）工具i）自动校制掛机r制校制系锐综合实验窗口 （近）飛助（£）-ifflxl06:23:24«=11o4h bx=o212h cx=bafch m=2be6h cs=0100h ip=0000h 编辑 06:23:241 bap -函 s06:23开始 saed烧列实验机调0®®aedk系列实轮机诮试软件lcalabact -软件示波器(双逬】aedkm列实验机调2. b®pax=u04hbx=o212hcx=bafchdx=2be6h cs=0100hip=ooooh编

6、错06:23 56fj5 < .06:231文件(e编辑玉)查看(y)编译涫)调试(2)设罝(s)工具(工)自动控制微机校制控制系统綜合实验窗口位帮助()si 塵曉 | ? um 丨！ $ |06:25:56德caedk系列实验机调.3.bmp画囝06:25ax=1104h bx=0212h cx=bafch dx=2be6h cs=0100h ip=0000h 編辑 06:25:56输入值ui(v)最终平稳值(v)达到平稳时间(s)4.304.261.460由阁可得以下数据:由上表可得尺= = 0.991 ;:t = = 0.487。 g二，对应系数相等得m=0. 487/0. 991

7、=0. 491; b=l/0. 991=1.009,所以 jw = 0.491b = 1.009最大超调量0 %平稳值(v)达到平稳吋间r、.(s)0.391.880.49增益 d=(1.88-0)/2=0.94,超调量 o%=39%,由 ln(0. 39)=-jt解得 5=0. 29。由 ts=-ln(0.05小)/1 叫=0.49,解得 =21. 39.0.94x21.39252+2x0.29x21.395+21.392由 ar/7r2 =0.94x21.392(7j +r2)/7ir2 = 2x0.29x21.39(l + /c)/7r2 = 21.392 k = 15.87 解得 7； = 0.104t2 = 0. 348【实验结论与总结】本次实验学