二阶系统阶跃响应

自动掌握理论试验报告自动掌握理论试验报告11Fx试验题目 典型系统阶跃响应姓名： 班级： 学号： 指导教师：同组学生： 时间：2023-2-25一、试验目的学习瞬态性能指标的测试技能。学习二阶系统阶跃响应曲线的试验测试方法。ui争论二阶系统的两个重要参数ζ,ωn与最大超调量Mp和调整时间tS之间的关系。二、试验仪器EL-AT-II计算机一台三、试验原理模拟试验的根本原理：掌握系统模拟试验承受复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测还可进一步分析争论参数对系统性能的影响。域性能指标的测量方法：超调量σ%：启动计算机，在桌面双击图标[自动掌握试验系统]运行软件。测试计算机与试验箱的通信是否正常,通信正常连续。如通信不正常查找缘由使通信正常后才可以连续进展试验。连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1U2A/D、D/AAD1在试验课题下拉菜单中选择试验二[二阶系统阶跃响应]。鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示试验结果。利用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值，带入下式算出超调量：T与TP s

%

Y Ymax %Y利用软件的游标测量水平方向上从零到达最大值与从零到达95%稳态值所需的时间值，便可得到TTP s四、试验内容典型二阶系统方块图闭环传递函数为nY(S) 2nn

(1)X(S) S2

n

S2ωn:无阻尼自然频率；ζ：阻尼比.其中和n对系统的动态品质有打算的影响。2-1二阶系统模拟电路图2-2：2-2二阶系统构造图〔2〕系统闭环传递函数为〔2〕式中T=RC，K=R2/R1。比较2〕二式，可得n=1/T=1/RC=K/2=R2/2R1 〔3〕由〔3〕式可知，转变比值R2/R1RC值可以转变无阻尼自然频率n。R1=200K，R2=100K200K，可得试验所需的阻尼比。电阻R100K，电容C1f0.1f,可得两个无阻尼自然频率n。五、试验步骤U1A/DD/A卡的DA1U2A/D、D/AAD1启动计算机，在桌面双击图标[自动掌握试验系统]运行软件。测试计算机与试验箱的通信是否正常,通信正常连续。如通信不正常查找缘由使通信正常后才可以连续进展试验。在试验课题下拉菜单中选择试验二[二阶系统阶跃响应],鼠标单击该选项弹出试验课题参数窗口。5.取=10rad/s,即令R=100K，C=1f；分别取=0.5、1、2R1=100K，R2n于100K、200K、400K。输入阶跃信号，测量不同的时系统的阶跃响应，并由显示的波形记录最大超调量Mp和调整时间Ts6.取=0.5。即电阻R2R1=R2=100K；=100rad/s,即取R=100K，转变电路中的电容nC=0.1f(留意：二个电容值同时转变)。输入阶跃信号测量系统阶跃响应，并由显示的波形记录最大超调量pTn。取R=100K；转变电路中的电容C=1f,R1=100K,调整电阻R2=50K。输入阶跃信号测量系统阶跃响应，记录响应曲线，特别要记录Tpp测量二阶系统的阶跃响应并记入表中六、试验报告画出二阶系统的模拟电路图，争论典型二阶系统性能指标与ζ，ωn的关系。延迟时间td:增大无阻尼自然振荡频率或减小阻尼比，都可以削减延迟时间。即，当阻尼比不变的时候，闭环极点距离s平面的坐标原点越远，系统的延迟时间越短：而当无阻尼自然频率不变时，闭环极点距离s平面的虚轴越近，系统的延迟时间越短。上升时间trn；当n肯定的时候，需要减小。峰值时间tp:和阻尼振荡频率成反比。最大超调量mp：最大超调量仅和阻尼比有关系，与无阻尼自然振荡频率无关，随着阻尼比的增大，最大超调量单调的减小调整时间ts:调整时间和闭环极点的实部数值成反比，数值越大，时间越短把不同和条件下测量的Mptsn试验结果分析体会和建议。七、思考题二阶惯性环节串联能否成为振荡环节？为什么？答：不行以，惯性环节串联传递函数为T22

2SSKSS2TS1,K2T22S 1T化简得：2

T2 ,12TS 1S 2 T所以令K=1得：

T2，那么=1/T，=1，所以为临界阻尼状态，所以不会为震荡环节。n假设模拟试验中Y(t)的稳态值不等与阶跃输入函数的幅度，其主要缘由可能是什么？〔〕硬件电路与抱负存在着肯定误差，运算放大器不是抱负的测量数据的时候存在着肯定的误差电路存在着衰减实际测量中有能量损耗八、试验模拟的图与matlab仿真图比照(左为试验图右为仿真图)〔1〕=10，=0n〔2〕n=10，=0.25自动掌握理论试验报告自动掌握理论试验报告77自动掌握理论试验报告自动掌握理论试验报告九、试验结果分析表模拟试验结果模拟试验结果仿真试验结果参数试验结果σ%tp〔ms〕ts〔ms〕σ%tp〔ms〕ts〔ms〕=0R=100KC=1μf=10，n=0.2542.7261144844.43241400=1.5试验结果分析：试验的理论值和实际值根本上相符，