二阶环节的阶跃响应及时间参数的影响

1、实验1-2二阶环节的阶跃响应及时间参数的影响一、实验目的:1. 学会建立典型的二阶系统数学模型与传递函数。2、加深对系统瞬态误差与稳态误差等概念的理解。3、研究二阶系统的特征参数，阻尼比和无阻尼自然频率.对系统动态性能的影响。 定量分析和5与最大超调量Mp和调节时间ts之间的关系。4. 掌握二阶系统时域性能指标的测量方法。实验原理:1、二阶系统的数学建模二阶系统是由一个比例环节和两个惯性所构成，参考电路图如下:二阶系统阶跃响应的电路图2、二阶系统单位反馈方块图为:3、二阶系统单位反馈传递函数为:恥）=%）_冰+ T八那+ 1=庄眄 U（ K （彳+1）（即+1）+K却+1耶+1K + K- 徑

2、/十（爲+ 吓+1+恳上式中令1+K7+T”2屁（“其中：K为开环增益、k为闭环增益、为系统阻尼比、 n为系统固有频率。4、不同阻尼比下二阶系统的单位阶跃响应曲线O 1234578910 1112不阖：下二阶系统的单位阶欧响应曲线三、实验方法与步骤：实验方法同上，在参数设置对话框中设置目的电压U仁1000m V1. 先做二阶系统的开环时域响应，观察其曲线的变化。2. 将二阶开环系统进行单位反馈，组成二阶闭环系统，观察闭环响应曲线 （注意：单位反馈的接连）。3. 在模拟机上，自行设计二阶系统、观察开环系统时域响应曲线；4. 采用单位反馈构成闭环系统。5. 计算该二阶系统模拟电路的阻尼比Z与固有频

3、率no6. 改变Z记录两种不同Z下，二阶系统的单位阶跃响应曲线，将理论值与实测值进行比较。7. 讨论典型二阶系统性能指标 Mp、ts与Z, 3 n的关系四、实验内容1. 计算出该二阶系统模拟电路的阻尼比Z与固有频率3 no （见下表）2. 图示二组不同Z下，二阶系统的单位阶跃响应曲线，将理论值与实测值进行比较参数模型1模型2自行设定K98k0.900.89Ti/s0.20.2T2/S0.20.2实测值Mp34.00%31.5%ts/s0.6340.612理论值Mp35.14%33.00%t s /s0.6000.600Z0.3160.3003 n15.8115.00实验曲线：（见下页）模型1:

4、比例环节反馈电阻900K Q,可变电容电容值1卩F,系统反馈电阻为100K QaLOOO20003(M1D400050006ooa5rnn 实验二 S&： X ims"5r InV目的唱压:iooojuV采存:iooo* i o ms斗口3000zc-oo1 L U J-3000-qDOQSOOOXl0 X 亠1GOOO . 1100 DOY150005000 I10000模型2:比例环节反馈电阻800K Q,可变电容电容值1 F,系统反馈电阻为100K Q10DD20003000叫 0口口5 口口口6dc5000 室粧二 轴单住：X 1BIJ- V imV乌的电压：woo耒悴：iooo*icms4000300a2000toao3. 分析典型二阶系统性能指标 Mp、ts与Z,的关系(比较1组数据即可)。(1) M p仅仅与阻尼比Z