自动控制原理实验2
2n
R(S) T 2 S 2 2TS 2n S 2 2n S 2n
二阶系统电模拟表达式:
C(S)
1
R(S )
R1 R3C1C 2 S 2
R1 R3C 2 R2
S
1
若令R3=R1,C2=C1 则:
C(S)
1
R(S) T 2S 2 T S 1
K
其中:T R1C1
K R2 R1
给定二阶系统电模拟图
的单位反馈系统的模拟线路图,并注明线
路中的各元件参数(用R、C 等字母表示) 和传递函数中参数的关系。
七、注意事项
1、 若只使用其中某一个运算放大器,则其 余的运算放大器必须接成比例环节,不允许 输入端和输出端悬空,以避免损坏运算放大 器;
2、所有导线使用前须用万用表测通断 3、调零
1.根据实验结果,分析二阶系统ts 、σ%与ωn、 ξ之间的关系。 2.对于二阶系统,若将其反馈极性改为正反馈, 或将其反馈回路断开,这时的阶跃响应有何特 点?试从理论上进行分析。
1 3 、 根据所学习的电模拟方法,画出开环传
递函数为:
C(S) (T1S
K 1)(T2 2 S 2
2T2 S
1)
实验 二
典型二阶系统的瞬态响应
一、实验目的:
1.熟悉二阶系统的瞬态响应,观察二阶系统两 个重要参数ξ 和ωn 对系统动态特性的影响; 2.定量分析ξ和T与超调MP、过渡过程时间ts 的 关系。 3. 测出性能指标:超调量MP,峰值时间tp和调节 时间ts。
二、实验要求:
1.观测各种典型环节的阶跃 响应曲线;
2 、令T=0.05秒,( C1=C2=0.47μF)重新进行上述测试 。
五、实验报告要求:
1.记录实验线路及原始数据、测试数据 及波形图;
2.对实验中出现的现象进行讨论,计算 T=0.1秒时,ξ=0.1, 0.7, 1情况下的σ% 和ts (Δ=0.05),与实测数据比较;
六、思考题:
与二阶系统的标准形式比较,可得如下 关系:
ωn = 1/T = 1/(R1*C1) ξ = 1/2K = R1/2R2 同时改变C1和C2的大小,可改变无 阻尼自振频率ωn的大小,改变R2的大小 可改变ξ的大小。
四、实验步骤
1 、 令 T=0.1 秒 ( R1=R3=100K,C1=C2=1μF)。 分 别 设置ξ=0.1, 0.5, 0.7, 1,观测输入幅值为+1V的阶跃信号, 读出并记录各ξ值时的峰值时间,超调量和过渡过程时 间ts(取Δ=0.05),并绘制出ξ=0.1, 0.7, 1三种情况时 的波形。
2.观测参数变化对典型环 节阶跃响应的影响;
三、实验仪器:
1.自控系统教学模拟机 XMN-2 1台; 2.超低频双线示波器 DF4211 1台; 3.万用表
三、实验原理和内容:
二阶系统微分方程:
T2
d 2c(t) dt 2
2T
dc(t ) dt
c(t)
r (t )
传递函数:
C(S)
1