典型环节的时域响应实验报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上典型环节的时域响应实验报告一、实验要求了解和掌握各典型环节的传递函数及模拟电路图，观察和分析各典型环节的响应曲线。二、实验原理及内容:1.比例环节(P)(1) 方框图：(2) 传递函数：(3) 阶跃响应：其中(4) 模拟电路图图1注意：图中运算放大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)(1) 方框图：(2) 传递函数 (3) 阶跃响应：  其中     (4)模拟电路图： 图2 3.比例积分环节(PI)(1) 方框图：  

2、60;                      (2)传递函数：  (3) 阶跃响应：其中  （4）模拟电路图：图3            4.惯性环节(T)(1) 方框图：(2) 传递函数： (3) 阶跃响应  &#

3、160;   其中(4) 模拟电路图：图45.比例微分环节(PD)(1) 方框图：(2) 传递函数： (3) 阶跃响应：其中为单位脉冲函数，这是一个面积为的脉冲函数，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：图56.比例积分微分环节(PID)(1) 方框图：       (2) 传递函数：            (3) 阶跃响应：其中为单位脉冲函数，  

4、0;             (4) 模拟电路图：图 6三、实验步骤1. 按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置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。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

5、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。四、实验曲线及结论1比例环节 (P)（1）当R0=200K，R1=100K时, 图形如下：（2）当R0=200K、R1=200K时，图形如下：专心-专注-专业结论：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、积分环节（I）(1)R0=200k、C=1uF时波形如下：（2）R0=200k、C=2uF时波形

6、如下：结论：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、 比例积分环节（PI）(1)R0=200k 、R1=200k、C=1uF时波形如下：(2)R0=200k 、R1=200k、C=2uF时波形如下：结论：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、 惯性环节（T）（1）R0=200k、R1=200k、C=1uF时波形如下：（2） R0=200k、R1=200k、C=2uF时波形如下：结论：对于惯性环节的时间常数，其影响

7、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、 比例微分环节（PD）（1）R0=R2=100k、R3=10k、C=1uF、R1=100k时波形如下：（2）R0=R2=100k、R3=10k、C=1uF、R1=200k时波形如下：结论：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K倍。6、 比例积分微分环节（PID）（1）R2=R3=10k、R0=100k、C1=C2=1uF、R1=100k时波形如下：（2）R2=R3=10k、R0=100