1、实验三 二阶系统频率响应1、实验目的（1）学习系统频率特性响应的实验测试方法。（2）了解二阶闭环系统中的对数幅频特性和相频特性的计算。（3）掌握根据频率响应实验结果绘制波特图的方法。（4）掌握欠阻尼二阶闭环系统中的自然频率、阻尼比对谐振频率、谐振峰值和带宽的影响及对应的计算。2、实验设备（1）XMN-2 型学习机；（2）CAE-USE 辅助实验系统（3）万用表（4）计算机3、实验内容本实验用于观察和分析二阶系统瞬态响应的稳定性。二阶闭环系统模拟电路如图 3-1 所示，它由两个积分环节（OP1 和 OP2）及其反馈回路构成。图 3-1 二阶闭环系统模拟电路图OP1 和 OP2 为两个积分环节，传
2、递函数为 （时间常数 ） 。二阶闭sTGi1)(RCi环系统等效结构图如图 3-2 所示。图 3-2 二阶闭环系统等效结构图该二阶系统的自然振荡角频率为 ，阻尼为 。RCTn1ifRK24、实验步骤（1）调整 Rf=40K，使 K=0.4（即 =0.2） ；取 R=1M， C=1，使 T=1 秒（n=1/1） 。（2）输入信号位 ，改变角频率使 分别为)sin(tX0.2,0.6,0.8,0.9,1.0,1.2,1.6,2.0,3.0rad/s。稳态时，记录下输出响应 )sin(tYy5、数据采集及处理)sin(tYy)si(tX(rad/s) T输出/入信号幅值 Y输出信号初相 L() ()
3、0.2 31.4 215mv00 00.6 10.46667 75mv -20 0 -300.8 7.85 32mv -50 0 -450.9 6.977778 22mv -60 0 -601.0 6.28 9mv -82 0 -901.2 5.233333 1mv -120 -3.16 -1201.6 3.925 0.5mv -157 -8.16 -1502.0 3.14 0.3mv -165 -12 -1603.0 2.093333 0.1mv -179 -19 -1806、实验报告1、绘制系统结构图，并求出系统传递函数，写出其频率特性表达式。2、用坐标纸画出二阶闭环系统的对数幅频、相频曲线（波特图） 。3、其波特图上分别标示出谐振峰值（Mr ） 、谐振频率（r）和带宽频率（b） 。4、观察和分析曲线中的谐振频率（r） 、谐振峰值（Mr）和带宽（b） ，并与理论计算值作对比。
