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：林老师成绩：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multism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，有时候

2、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，已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，然后再去估算系统的参数。这种问题称为

3、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计。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，系统可以简化成简单的质量阻尼系统。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+其中，m为小车的质量，u为系统的驱动力，b为阻力系数。假设系统的初始条件为零，则动态系统的Laplace变换为msV(s)+bV(s)=U(s)Y(s)=V(s)整理得小车运动系统的传递函数为2、 二阶系统以双容水箱系统（如图3）为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双容水

4、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Multisim 仿真实验结论如下labACT实验台仿真结论如下图由图可得以下数据：输入值Ui(v)最终平稳值(v)达到平稳时间(s)4.304.261.460由上表可得 ；。,对应系数相等得 m=0.487/0.991=0.491; b=1/0.991=1.009，所以最大超调量%平稳值(v)达到平稳时间(s)0.391.880.49 增益D=(1.88-0)/2=0.94，超调量%=39%，由 ln(0.39)=-/ 解得=0.29。由 =ln(0.05)/=0.49,解得=21.39.所以由 / / /解得【实验结论与总结】 本次实验学会了一阶、二阶系统参数的测定方法，实验数据与仿真数据在误差允许的范围内。在进行labA