二、实验原理
模拟实验的基本原理
控制系统模拟实验采用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入网络和反馈网络模拟各种典型 环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来， 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，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得 到系统的动态响应曲线及性能指标。若改变系统的参数，还 可进一步分析研究参数对系统性能的影响。
五、实验注意事项
1、实验必带物品：实验指导书、实验预习报告、纸、笔 2、实验连线过程中应手持导线插头轻拔轻插，严禁直接拉扯导线 2、实验开始前应先测试计算机与试验箱的通信是否正常，如不正常应查找 原因，通信正常后方可继续试验 3、实验过程中要更换线路应先关闭实验机箱电源，严禁带电操作 4、实验预习报告同实验报告一同装订，按班收起后统一于每周四前上交 5、实验完成请清理桌面、整理导线、关闭电脑和实验箱并将实验卡片交 实验指导老师签字认可方能离开实验室，否则实验无效。
框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实 验结果。 （6）用软件上的游标测量响应曲线上的数据，并准确记录。 （7）改变被测电路的电阻或电容，观察响应曲线的变化 （8）根据实验数据画出被测量典型环节的响应曲线。 （9）对实验结果和实验中的现象进行简练明确的分析并作出结论或评价
四、实验报告
G（S）= −K（TS+1） K=R2/R1，T=R2C
三、实验内容
构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：
6.比例积分环节的模拟电路及其传递函数如图1-6。
G（S）= −K（1+1/TS） K=R2/R1，T=R2C
三、实验步骤
（1）启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。 （2）检查USB线是否连接好，打开实验机箱电源。 （3）点击按钮 ,出现256位通讯码表示通讯正常，如不正常须找出
三、实验内容
构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：
4.微分环节的模拟电路及其传递函数如图1-4。
G（S）= − RCS
理想微分环节的输出与输入量的变化速度成正比。在阶跃输入作用下的 输出响应为一理想脉冲（实际上无法实现）
三、实验内容
构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：
5.比例微分环节的模拟电路及其传递函数如图1-5。
由于惯性环节中含有一个储能原件，当输入量突然变化时，输出量不能跟 着变化，而是按指数规律变化。
三、实验内容
构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应： 3.积分环节的模拟电路及其传递函数如图1-3。
G（S）=-1/TS T=RC
只要有一个恒定的输入量作用于积分环节，其输出量就与时间 成正比地无限增加。(输出量取决于输入量对时间的积累,输入量作 用一段时间后,即使输入量变化,输出量仍会保持在已达到的数值)
三、实验内容
构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：
1.比例环节的模拟电路及其传递函数如图1-1。
G（S）= −R2/R1
输出量不失真，无惯性地跟着输入量变化，而且两者成比例关系
三、实验内容
构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响ห้องสมุดไป่ตู้： 2.惯性环节的模拟电路及其传递函数如图1-2。 G（S）= − K/TS+1 K=R2/R1，T=R2C 其中：k：放大系数（环节增益） T：时间常数，表征了环节的惯性
原因后再继续试验。 （4）关闭实验机箱电源，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DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。 检查无误后接通电源。
三、实验步骤
（5）在实验项目的下拉列表中选择实验一[典型环节及其阶跃响应] 。 鼠标单击按钮 ，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话
（1）根据实验记录画出各典型环节的响应曲线并与理论上的曲线对比， 对不同之处进行简练明确的分析并作出结论或评价。 （2）由阶跃响应曲线计算出惯性环节和积分环节的传递函数，并与计算 的理论结果相比较。 （3）根据各环节的特性，分析各典型环节在控制系统中的作用。 （4）对实验结果和实验中的现象进行分析，对实验全过程中的经验、 教训、体会、收获等进行必要的小结。
二阶系统阶跃响应预习
1、预习实验原理部分，掌握时域性能指标的测量方法。 2、按照实验指导书中二阶系统的模拟电路，计算出R1取100K， R2分别取50K和100k，C分别取1µf和0.1µf，且r（t）=-2时 的性能指标tp 、ts和σ%的理论值 。并画出响应曲线。
典型环节及其阶跃响应
自动控制原理实验 2011年9月
预 习
复习运算放大器的功能及特性。 预习实验指导书的实验原理部分，了解模拟实验的基本原理。 根据实验指导书的各典型环节模拟电路，算出各环节的传递函数。 根据实验指导书上所标注的数据，画出输入阶跃信号为-1V时的响应曲线。
一、实验目的
1、学习构成典型环节的模拟电路，掌握控制模拟实验 的基本原理和一般方法，了解电路参数对环节特性的影响 2、掌握控制系统时域性能指标的测量方法。并学会由 阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。