自控原理实验报告材料1

1、实用中南夫曾实 验 报 告实验名称 典型环节的时域响应系自动化专业自动化班1206丁志成学号0909122921授课老师吴敏/谭冠政预定时间实验时间2014/4/1实验台号9一、目的要求1熟悉并掌握TD-ACC+(或TD-ACS)设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。2 熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异、分析原因。3 .了解参数变化对典型环节动态特性的影响。二、原理简述1.比例环节(P)(1)方框图：Ui(S)17Uo(S)Sk传递函数：W(3)阶跃响应：其中模拟电路图文档比例环节反相關BO=200K ；R1=100K 或 900 K图1注意：图中运算放大

2、器的正相输入端已经对地接了的电阻，实验中不需要再接。以 后的实验中用到的运放也如此。2.积分环节(I)方框图：Ui(s)1 -Uo(S)TS(2)传递函数 _ 17)= ts(3)阶跃响应：咖=和 社0)其中模拟电路图：积分环节反相器R=E00K ； SluF 或已if图23.比例积分环节(PI)方框图：m:传递函数:0TS阶跃响应：先 二疋+(f0)其中r=和片(4)模拟电路图:RO=R1=200K ； OluF 或T-恥4惯性环节(T)(1)方框图:U1(S)K%TS-+1(2)传递函数:阶跃响应其中模拟电路图：5比例微分环节(PD)方框图:4-UiiSjUo(S)(2)传递函数:阶跃响应

3、:其中为单位脉冲函数，这是一个面积为t的脉冲函数，脉冲宽度为零，幅值为 无穷大，在实际中是得不到的。(4)模拟电路图:R0I输出测壘端IK； K=10K ； C=iuFR1=100K JR 20CK图56比例积分微分环节(PID)(1)方框图：ITi(S)Kp9Td S传递函数：丽心+乔f阶跃响应：禺帖恥十十芸 其中&：t）为单位脉冲函数,模拟电路图：出風祝微分环节R2=R3=10K ； RC=LOOK ；Cl=C2=luFRl = 100K 或 2O0K图6三、仪器设备PC机一台，TD-ACC+（或TD-ACS）实验系统一套。四、线路示图1.1比例环节1.2积分环节1.3比例积分环节1.4惯

4、性环节1.5比例积分环节1.6比例积分微分环节五、容步骤1. 按所列举的比例环节的模拟电路图将线接好。检查无误后开启设备电源。2. 将信号源单元的“ ST”端插针与“ S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设臵了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。 将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT端输出的方波幅值为1V，周期为10s左右。3. 将2中的方波信号加至环节的输入端Ui，用示波器的“ CH1 ”和“CH2”表笔分别监测模拟电路的输入Ui端和输出U0端，观测输出端的实际响应曲线U0(t)，记录实验波形及结果。4. 改变几组参数，重新观测结果。5. 用同样的方法分别搭

5、接积分环节、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节和比例积分微分环节 的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果。六、数据处理1.1比例环节1.2积分环节1.3比例积分环节1.4惯性环节1.5比例微分环节1.6比例积分微分环节七、分析讨论1.对于比例环节的放大系数，其影响因素为 R1、R0电阻的比值，其比值越大，放 大系数越大。2对于积分环节的时间常数，其影响因素为 C、R0的乘积，其乘积越大，时间常 数越大，放大系数越小。3. 对于比例积分环节的时间常数，其影响因素为 C、R0的乘积，其乘积越大，时间 常数越大，放大倍数越小；偏移量 K的影响因素为R1、R0电阻的比值，其比值越 大，偏移量越大。4. 对于惯性环节的时间常数，其影响因素为 C、R0的乘积，其乘积越大，时间常数越大，输出信号与输入信号的延迟时间越长；稳态对应的放大倍数K的影响因素为R1、R0电阻的比值，其比值越大，稳态值与输入信号的幅值比值越大。5. 随着R1的变化，比例系数和微分时间常数会变化，对于微分调节，在输入信号的 瞬间，输出值达到最大，但在以后，在比例调节的作用下，输出值为输入值的倍