自动控制原理实验

1、自动控制原理实验东南大学自动化学院实验报告课程名称：自动控制原理第1次实验实验名称：闭环申压控制系统研究院（系）：自动化学院专 业：自动化姓 名：陈鹏学 号：08005128实验室：实验组别：同组人员：王钺 实验时间：2007年10月17日评定成绩：审阅教师：目录一. 实验目的、要求及原理 3二. 实验方案与实验步骤 3- 4三. 实验记录 4四. 实验总结和思考题讨论题 5实验报告内容：. 实验目的和要求（如合作完成，需注明分工）（1）通过实例展示，认识自动控制系统的组 成、功能及自动控制原理课程所要解决的 问题（2）会正确实现闭环负反馈（3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效 果二. 实验

2、原理（1）利用各种实际物理装置（如电子装置） 机械装置、化工装置等）数学上的“相似 性”将各种实际物理装置经过简化、并抽 象成数学形式。我们在设计控制系统时， 不必研究每一种实际装置，而用几种“等 价”的数学形式来表达、研究和设计。又 由于人本身的自然属性，人对纯数学而 言，不能直接感受它的自然物理属性，这 给我们分析和设计带来了困难。所以，我 们又用替代、模拟、仿真的形式吧纯数学 形式再变成"模拟实物”来研究。这样， 就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实 际上，在后面的课程里，不同专业的学生 将面对不同的实际物理装置，而“模拟实 物”的实验方式可以举一反三，我们就是 用下列“模拟实

3、物”-电路，也有实际物 理装置-电机，替代各种实际物理装置。(2) 自动控制的根本是闭环，尽管有的系统 不能直接感受它的闭环形式，如步进电机 控制专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处， 两个 演示实例说明这一点。本实验就是用开环 和闭环在负载扰动下的实验数据， 说明闭 环控制效果。自动控制系统性能的优劣， 其原因之一就是取决调节器的结构和算 法的设计，本实验为了简洁，采用单闭环、 比例算法K。通过实验证明：不同的统K， 对系统性能产生不同的影响。说明正确设 计调节器算法的重要性。(3) 为了使实验有代表性，本实验采用三阶 (高阶)系统。这样，当调节器K值过大时，控制系

4、统会产生典型的现象振荡。本实验可以认为是真实的电压控制系统。三. 实验方案与实验步骤（1）如图接线，将线路接成开环形式，即 A 点接地。将调节器 K左旋归零，再右旋一圈。 经仔细检查后上电。1（2）调电位器RP2，使输出电压为2V，用实验 仪上的数字电压表检测。注意：极性开关向下，阶跃按键压下。（3） 正确判断并实现反馈，再闭环，即连 A-a 点，调电位器RP2，使输出电压为2V，用实验 仪上的数字电压表检测。加上1K欧的电阻做扰 动负载，测此时电压表读数，填表。（4）将调节器K再右旋一圈，调电位器 RP2， 使输出电压为2V，用实验仪上的数字电压表检 测。（5）将调节器K转再右旋二圈，调电位

5、器RP2， 使输出电压为2V，用实验仪上的数字电压表检 测。加上1K欧的电阻做扰动负载，测此时电压 表读数，填表。（6）将调节器K转再右旋四圈，调电位器RP2， 使输出电压为2V，用实验仪上的数字电压表检 测，仔细看数字电压是否有稳定读数？四. 实验记录（自行设计记录方式）表格：开环空载加1千欧负载调节系数K=1/10输出电压2V闭环空载加1千欧负载调节系数K=1/10K=2/10K=4/10K=8/10输出电压2V五. 实验总结（包括实验数据处理、实验结果分析讨论等）六. 思考题或讨论题（若干）（1）用文字叙说正确实现闭环反馈的方法说明实验步骤1 6的意义(3)画出展示磁悬浮控制系统功能图，并指出各部分对应器件从指控原理角度，说明实验步骤6电压