典型环节的单位阶跃响应

教育资料教育资料实验二典型环节的单位阶跃响应一、实验目的1、根据对象的单位阶跃响应特性，掌握和深刻理解几种典型环节的特性以及它们特性参数的含义。2、研究对象传递函数的零极点对系统动态特性的影响。3学习的基本用法――求取阶跃响应、脉冲响应――基本做图方法二、实验内容1、比例环节求取G(s)K在不同比例系数下的单位阶跃响应，说明比例系数对系统动态过程的影响。G(s)=Kt不同比例系魏下的单位阶跃响应K=3edutilpm00.10.2edutilpm00.10.20.30.40.50.60.70.80.91Time(sec)-1由上图可以看出：因为()K所以被控对象是一个单纯的比例系统。随着的增加，系统的终值是输入信号的倍。、一阶惯性环节（1）求取G(s)■Ts■1的单位阶跃响应，其中放大倍数2,时间常数2。G(s)■KTs■1的单位阶跃响应如下图：()求取G()求取G(s)2s■1G(s)■2s■1的单位脉冲响应如下图:把传递函数乘以再求其单位阶跃响应，就可获得乘前的传递函数的脉冲响应。如下图:()围绕给定数值，和分别取大、中、小三种数值，求取此时对象的单位阶跃响应，说明这两个对象参数对系统过渡过程的动态特性与稳态特性的影响。=取不同值时一阶系统单位阶跃响应的过渡过程参数改变情况幺冬态值峰值时间调节时间土上升时间稳态误差(8)888

=取不同值时一阶系统单位阶跃响应的过渡过程参数改变情况超调量峰值时间调节时间（土）上升时间稳态误差（8）888由以上两表可以总结出：随着的增大终值增大为原来的倍，而调节时间不变。随着的增大调节时间也随之增大，但是终值不变。两种情况下系统的稳态误差均为0，不存在超调量，上升时间均趋近于正无穷。由此可以总结出，直接影响系统的终值，与系统的调节时间紧密相关，且均为正相关。（4）通过分析其中一个单位阶跃响应，反算出该对象的放大倍数和时间常数。说明这样做的理由，理解对象的放大倍数和时间常数的物理意义。根据与终值的正比例关系，找出图形中的终值就可以知道的值，之后因为点（6在图上，故作出图形找出纵坐标为的点，该点所对应的横坐标就是所求的值可以很明显的知道，表示系统的增益，而表示系统的时滞。

■2■2根据传递函数G(s)■n的单位阶跃响应。s2■2・・s■■2nn()■i■分别取0、..2n()■,■分别取.1.n说明这两个特征参数对过渡过程的影响。■=■=n超调量衰减比峰值时间过渡时间上升时间余差■8■■8■■Time(sec)■=超调量衰减比峰值时间过渡时间上升时间余差■n8■n8■n8■n8edutilpmA不变，改变时的系统阶跃响应01020edutilpmA不变，改变时的系统阶跃响应01020304050600由以上两图和两表中所列数据进行分析可得:■影响二阶系统过渡过程中的峰值时间，过渡时间，上升时间（在.不变的情况下，峰值n时间随■〃增大而减小，过渡时间随■〃的增大而减小，上升时间随■〃的增大而减小。）■影响几乎全部过渡过程指标，其中超调量，衰减比仅与■有关（超调量随着■的增大而减小，衰减比随着■的增大而增大；在■〃不变的情况下，峰值时间随■增大而增大，过渡时间随■的增大而减小，上升时间随■的增大而减小。）

■n,■对系统的稳态误差均没有影响，且均为、滞后环节2e.对G（s）■上一的系统，求取它的单位阶跃响应。输入文本见图（后为S2■S■1注释，可不输入），修改滞后时间（），说明系统纯滞后环节的含义。纯滞后环节：环节的的输出是经过一个延迟时间后，完全复现输入信号

三、选作内容1、积分环节求取G(s)!在不同积分时间常数下的单位阶跃响应，分析积分时间常数的作用。TsedutilpmA1400012000100005001000StepResponse0000edutilpmA1400012000100005001000StepResponse000000641500Time(sec)由图可看出：积分环节强度随着的增加而减小

2、微分环节Ts在实际