实验二 二阶系统瞬态响应和稳定性

1、实验报告课程名称控制工程基础实验项目实验二二阶系统瞬态响应和稳定性专 业电子科学与技术班 级 姓 名 学 号指导教师 实验成绩 2014年4月17日试验二二阶系统瞬态响应和稳定性一、实验目的了解和掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法及I型二阶闭环系统的传 递函数标准式。研充I型二阶闭环系统的结构参数-无阻尼振荡频率311、阻尼比&对过 渡过程的影响。掌握欠阻尼I型二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp、 ts的计算。观察和分析I型二阶闭环系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼的瞬态响应 曲线，及在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp值，并与理论计算值 作比对。二、实验仪器PC机一台、实验

2、箱三、实验内容及操作步骤积分环节（A2单元）的积分时间常数T1=R1*C1=1S惯性环节（A3单元）的惯性时间常数T=R2*C2=0.1S阻尼比和开环增益K的关系式为：临界阻尼响应：8=1, K=2.5, R=40k欠阻尼响应：Ov&vl，设 R=4k,K=25 & =0.316 0 & 1,设 R=100k,K=l实验步骤：注：SST，用短路套”短接！（1）用信号发生器（B1）的阶跃信号输出和幅度控制电位器构造输 入信号（Ui）： B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND）,右边K4开关拨下 （0/+5阶跃）。阶跃信号输出（B1的Y测孔）调整为2V （调节方法：按下信号 发生器（B1）阶跃

3、信号按钮，L9灯亮，调节电位器，用万用表测量Y测孔）。（2）构造模拟电路：按图3-1-1安置短路套及测孔联线，表如下。（a）安置短路套（b）测孔联线模块 号跨接座 号1A1S4, S82A2S2, S11,S123A3S8,S104A6S2,S61信号输入 r（t）Bl (Y) -Al (H1)2运放级联Al (OUT) -A2 (Hl)3运放级联A2 (OUT) -A3 (Hl)4负反馈A3 (OUT) -Al (H2)5运放级联A3 (OUT) -A6 (Hl)6跨接元件4K、40K、70K元件库All中直读式 可变电阻跨接到A3 （Hl）和（IN）之间（3）运行、观察、记录：运行LABA

4、CT程序,选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的 二阶典型系统瞬态响应和稳定性实验项目,就会弹出虚拟示波器的界面，点击天 始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。也可 选用普通示波器观测实验结果。分别将（All）中的直读式可变电阻调整到4K、40K、100K,等待完整 波形出来后，点击停止,用示波器观察在三种增益K下，A6输出端C（t）的系统 阶跃响应。四、实验结果分析R=4K时，（ = 0.3162,系统处于欠阻尼状态R=40K时，5 = 1,系统处于临界阻尼状态R= 100K时，C = 1.3229,系统处于过阻尼状态K=25,T=0.l,Ti=lK=40,

5、T=0.1,Ti=0.2电压国/程零点.控中CX1 -位慈二CM2 人ST珞二时旧量程1eee1/4 /2 xl 位烦率待性C榻疥杓生r岫折丰r帖杵特性显示方式K=25,T=0.l,Ti=l五、实验心得通过本实验的了解和掌握，我们知道欠阻尼和过阻尼、临界阻尼的区别，同时提 高了在短时间完成实验的能力，增强了团队协作和迅速处理问题的能力。成绩考核表（验证性实验）学 号姓 名地占八、时间实验题 g考核内 容实验预习20分实验操作50分实验报告30分总计操作能 力30分数据结 果20分数据处 理15分结论分 析15 分成 绩成绩考核表（设计性实验）学号姓名地时间占 、实验题目考核内 容预 习10分实验操作35 分实验报告25分方案及建议30