实验报告
课程名称： 自动控制理论实验 指导老师： 吴越 成绩： 实验名称： 频率特性测量 实验类型： 同组学生姓名： 鲍婷婷
一、实验目的和要求（必填）
二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理
六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得 一、实验目的
1. 掌握用超低频信号发生器和示波器测定系统或环节频率特性的方法；
2. 了解用TD4010型频率响应分析测试仪测定系统或环节的频率特性方法。

二、主要仪器设备
1.超低频信号发生器
2.电子模拟实验装置
3.超低频慢扫描示波器
三、实验步骤
1．测量微分积分环节的频率特性；
(1)相频特性
相频特性的测试线路如图4-3-1所示，其中R 1=10k Ω、C 1=1uF 、R 2=2k Ω、C 2=50uF 。

测量时，示波器的扫描旋钮指向X-Y 档。

把超低频信号发生器的正弦信号同时送入被测系统和X 轴，被测系统的输出信号送入示波器Y 轴，此时在示波器上可得到一李沙育图形。

然后将椭圆移至示波器屏幕中间，椭圆与X 轴两交点的间的距离即为2X 0，将
Y 输入接地，此时得到的延X 轴光线长度
即为2X m ，因此求得θ=sin -1 (2X 0/2X m )，变化输入信号频率ω(rad/s)，即可得到一
组θ(ω)。

测量时必须注意椭圆光点的转动方向，以判别相频特性是超前还是迟后。

当系统或环节的相频特性是迟后时，光点为逆时针转动；反之超前时，光点为顺时针转动。

测试时，ω取值应匀称，否则会影响曲线的准确度。

(2) 幅频特性：示波器选择停止扫描档，超低频信号发生的正弦信号同时送入X 轴和被测系统；被测环节的输出信号仍送入Y 轴；分别将X 通道和Y 通道接地，示波器上出现的两条光线对应的两条光线长度为2X m 、2Y m ，改变频率ω，则可得一组L(ω)。

专业： 电子信息技术及仪器 姓名： 杨泽兰
学号： 3120102007 日期： 2014-5-24 地点： 玉泉教二-104
装
订
线
超低频信号发生器
示
波器C 1
C 2R 1R 2
微分积分环节Y
X u i u o
2. 测量二阶系统的闭环幅频特性：
二阶系统的方框图如右图所示。

按图设计并连接实验线路，依次改变输入信号频率（按所取频率范围由低到高，测试点自定，但在谐振峰值附近应多测几点），测量并记录数据。

五、实验数据记录和处理
1. 测量微分积分环节的频率特性：
(1) 微分积分环节的传递函数为:G(s)=(s 2+110s+1000)/(s 2
+610s+1000) (2) 测量数据为：
（3）相频特性图：
-60
-40-200
204060
(4) 幅频特性图为：
-16
-14-12-10-8-6-4-20
2. 测量二阶系统的闭环幅频特性：
(2) 幅频特性图为：
0.511.522.533.540
0.7
0.76
0.8
0.88
六、实验结果与分析
实验中，从李萨如图形上读取数据时存在较大误差，图像不停的闪动，且由于最小刻度较大，不能完全把图像置于示波器的中间，导致读数寻在偏差。

另外，由于使用器材自身的老化，使得实验进行的很困难，刚开始示波器上完全显示不出李萨如图形。

在之后的某些数据测量中，图形还存在失真的情况。

七、讨论、心得
思考题：
1. 在实验中如何选择输入正弦信号的幅值？
答：选择输入信号应保证输出信号不能失真。

可将示波器调至x-t模式，然后观测输出信号，观察是否失真。

2. 测试频率特性时，示波器Y轴输入开关为什么选择直流？
答：因为此时示波器中显示为一直线，有利于读取数据。

3.测试频率特性时，若把信号发生器的正弦信号送入Y轴，被测系统的输入信号送入X轴，则根据椭圆光点的转动方向，如何确定相位的超前和滞后？
答：可将判断超前和滞后的方法反过来，即顺时针时为滞后，逆时针时为超前。