典型环节的研究___学时

1、典型环节的研究 学时（2学时）一、实验目的通过对典型环节阶跃响应曲线的观测，另深对典型环节的理解，掌握基本知识。二、实验要求 1、要求学生认真听指导教师的讲解后，自己画出电路图，进行仿真。2、做完全实验后，关闭计算机后，方可离开实验室。三、实验原理本实验主要采用电子模拟实验方法进行，即采用运算放大器，对各种环节和系统进行数学模型的模拟，从而达到研究各种具有相同数学模型的实际装置和环节的目的。四、实验设备及仪表计算机，Multisim仿真电子工作平台（示波器，信号发生器，原器件等）。五、实验步骤和方法根据各典型环节的模拟电路及其传递函数画其方块图，观测示波器显示出的响应曲线及数据,记录波形及数据

2、。比例环节 比例环节的模拟电路及其传递函数如图1-1。 G（S）= -R2/R1 K= R2/R1 要求:连接被测量典型环节的模拟电路,分别观察和记录K = 2 ; 4时的波形及数据.实验步骤同14惯性环节 惯性环节的模拟电路及其传递函数如图1-2。 G（S）= - K/TS+1 K=R2/R1，T=R2C要求:连接被测量典型环节的模拟电路,分别观察和记录T = 0.1s ;0.2s;0.5s 时的波形及数据.实验步骤同14积分环节 积分环节的模拟电路及传递函数如图1-3。 G（S）=1/TST=RC 要求:连接被测量典型环节的模拟电路,分别观察和记录T = 0.1s ;0.2s; 0.01s

3、时的波形及数据.实验步骤同14微分环节 微分环节的模拟电路及传递函数如图1-4（未标明的C=0.01uf）。 G（S）= - TST = RC要求:连接被测量典型环节的模拟电路,分别观察和记录T = 0.1s 时的波形及数据.实验步骤同14比例+微分环节 比例+微分环节的模拟电路及传递函数如图1-5（未标明的C=0.01uf）。 G（S）= -K（TS+1） K=R2/R1，T=R2C 要求:连接被测量典型环节的模拟电路,分别观察和记录T = 0.1s 时的波形及数据.实验步骤同14比例+积分环节 比例+积分环节的模拟电路及传递函数如图1-6。 G（S）=K（1+1/TS） K=R2/R1，T

4、=R2C 时间响应计算机仿真模拟 学时（2学时）一、 实验目的1、学习一、二阶系统阶跃响应特性测试方法；2、了解系统参数对阶跃响应特性的影响；3、分析二阶系统无阻尼自然频率、阻尼比与过渡过程时间、超调量%之间 的关系，特别了解系统两个重要参数阻尼比和时间常数对系统动态特性的影响。二、实验要求1、要求学生认真保持指导教师讲解后，自己画出电路图，进行仿真。2、做完实验后，关闭计算机，方可离实验室。三、实验原理本实验主要采用电子模拟实验方法进行，即采用运算放大器，对各种环节和系统进行数学模型的模拟，从而达到研究各种具有相同数学模型的实际装置和环节的目的。四、实验设备及仪表：计算机，Multisim

5、仿真电子工作平台。五、实验步骤和方法1、 惯性环节该环节存在储能元件，典型惯性环节的微分方程为一阶常微分方程，其特点是当系统输入有阶跃变化时，系统输出是由零逐渐跟上，如图所示。(a)为系统的输入变化，(b)为系统的输出响应。输出按单调指数规律上升. 1、典型二阶系统的研究。 根据图2-1所示的典型二阶系统的原理方框图，模拟电路，进行模拟实验，纪录当>1、=1、0<<1时响应曲线。图21 典型二阶系统方框图图22 典型二阶系统模拟电路图 用数字示波器观察系统阶跃响应的曲线，并列表记录一、二阶系其阶跃响应曲线。观察一阶系统阶跃响应的曲线，测量T、2T、3T、4T、5T观察二阶系统

6、阶跃响应的曲线，在0<<1时测量下面参数延迟时间td 上升时间tr峰值时间tp最大超调量Mp调整时间ts 频率响应计算机仿真模拟 学时（2学时）一、实验目的1、掌握频率特性的测试原理及方法；2、根据开环系统的对数频率特性，确定系统的数学模型。3、学习根据实验方法测量系统的极坐标图和用波特仪测量波特图。二、实验要求1、要求学生认真听指导教师的讲解后，自己画出惯性环节和二阶系统的电路图，进行测量。2、做完全实验后方可离开实验室。 三、实验原理 本实验主要采用电子模拟实验方法进行，即采用运算放大器或RLC原件，对惯性环节和二阶系统进行数学模型的模拟，从而达到研究各种具有相同数学模型的实际

7、装置和环节的目的。四、实验设备及仪表计算机，Multisim 仿真电子工作平台。五、实验步骤和方法相频特性测试模拟系统电路图自己设计。测试系统图依次改变信号发生器正弦信号的频率，测试输入、输出信号的幅值和相位差，并记录于表中。一阶系统信号频率HZ      输入      输出时间差T1-T2      相位差      二阶系统信号频率HZ      输入      输出时间差T1-T2      相位差