1、1实验一 典型环节的电路模拟一、实验目的1通过实验熟悉并掌握实验装置和上位机软件的使用方法。2学习典型环节的电模方法，以及参数测试方法。3通过实验熟悉各种典型环节的传递函数及其特性，掌握电路模拟研究方法。二、实验设备1ACCT-型 自动控制理论实验箱 一台2方正电脑 一套3螺丝刀 一把三、实验原理及线路1积分(I)环节积分环节的传递函数为： 0()1iUsTS模拟电路图图 1 积分环节模拟电路图其方块图和阶跃响应，分别如图 2 和图 3 所示，于是 ，实验参数取0TRCR0100k，C1uF。图 3 阶跃响应图图 2 方块图22惯性环节惯性环节的传递函数为： 01iUKTS模拟电路图 4 惯性
2、环节模拟电路图其方块图和阶跃响应，分别如图 5 和图 6 所示，其中 ， ，实验参数取10RK1TCR0100k，R 1100k，C1 uF。 四、实验内容及步骤1熟悉实验设备，设计积分、惯性、比例积分环节的模拟电路。2选定一组参数，按图示的模拟电路在 ACCT-型自动控制理论实验箱上接线。3观察环节的阶跃响应；描下响应曲线并记录有关数据。4另选一组参数，重复步骤 2、35在上位机界面上，填入各个环节的实际（非理想）传递函数参数，完成典型环节阶跃特性的软件仿真研究，并与电路模拟研究的结果作比较。五、预习内容1 了解 ACT-型自动控制理论实验箱的使用方法。2 求出各典型环节在给定参数下的阶跃响
3、应曲线，做书面报告。3 拟定输出瞬时值的测量方法以及时间常数的测量方法。图 6 阶跃响应图图 5 方块图34 利用传递函数研究系统应满足什么条件？5实验时环节的输出与理想的情况会有什么差别？六、实验报告要求1 实验中存在问题及其讨论或建议。2 拟定二阶系统参数（、n）对瞬态性能影响的模拟研究方法。 （包括拟定实验线路及方法、步骤等）附：实验记录表格 积分环节 惯性环节 环节项目 1 uF 10 uF 1 uF 10 uF计算值时间常数 测量值飞升曲线4实验二 二阶系统动态性能和稳定性分析一、实验目的1学习和掌握时域性能指标的测试方法。2研究二阶系统参数（、n）对系统动态性能和稳定性的影响。二、
4、实验设备1ACCT-型自动控制理论实验箱 一台2方正电脑 一套3螺丝刀 一把三、实验原理及线路线性二阶系统的方块结构图如图 1 所示：其开环传递函数为 ，1()KGST10T其闭环传递函数标准型为 ,取如下二阶系统的模拟电路，图 2 中参数关系2()nWsS图 2 二阶系统模拟电路图 1 方块图5，R0=100K。改变图 2 系统元件参数 R1 和电容 C 大小，即可改变系统的0102,RCn、n，由此来研究不同参数特征下的时域响应。图 3a、图 3b、图 3c 分别对应二阶系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼三种情况下的阶跃响应曲线：四、实验内容及步骤1按图 2 电路图接线2按下列表格分别进行参数
5、选择及测量阶跃响应指标。T=0.1s(R0=100K,C=1 uF)T=0.2s(R0=100K,C=2 uF)测试项目 时间常数阻尼比 理论值 测量值 理论值 测量值0（AB 断开，即开断内环） n n0.5 (R1=100K) Mp%,tr,tp Mp%,tr,tp1 (R1=200K) Mp%,tr Mp%,tr图 3a图 3c图 3b61.65(R1=330K) Mp%,tr Mp%,tr3 描下各种情况下的阶跃响应波形。五、预习要求1求出各种参数下系统的阶跃响应曲线及其动态品质指标。2拟定测量系统动态品质指标的方法。3如何保证系统为负反馈系统？（注意各运算放大器均使用反相输入端）若将
6、负反馈改为正反馈或开断反馈回路，将是什么结果？4如果运算放大器饱和，对实验结果会产生什么影响？如何保证和检查各运算放大器均工作在线性范围内？5深入研究二阶系统有何意义？六、实验报告要求1 测量数据及曲线整理并与理论值比较。举例说明。2 定量分析参数 ，n 对阶跃响应性能指标的影响。3 能否用其它线路来模拟？怎么模拟？4 体会及建议。5 回答预习要求中的问题。7实验三 控制系统根轨迹分析一、实验目的1通过根轨迹的分析，加深对根轨迹法的理解，进一步熟悉根轨迹法的应用。2进一步认识零点，极点对控制系统性能的影响。3探讨高阶系统近似分析的可能性。二、实验设备1ACT-型 自动控制理论实验箱 一台2方正
7、电脑 一套3螺丝刀 一把三、实验内容1给定系统开环传递函数 ,作出它的根轨迹图，并完成如下要求)2(1)(ssG（1）准确记录根轨迹的起点、终点与根轨迹的条数；（2）确定根轨迹的分离点与相应的根轨迹增益；（3）确定临界稳定时的根轨迹增益。2开环传递函数 )3(2)(sasG（1）在同一图中分别画出 a=3,2,1 时的根轨迹图，并确定根轨迹的分离点与相应的根轨迹增益；（2）当 a=4 时，求出分离点下的 kg值，分析能否近似为二阶系统。3开环传递函数 )1(.0(1)(TssK当 T=0.1 作出它的根轨迹图，确定临界稳定时的根轨迹增益及分离点和分离点所对应的根轨迹增益。4控制系统开环传递函数
8、 ，画根轨迹图并求当 K=50 系统的主导极点，)0(5)()ssG验证判别主导极点条件，并分析能否近似为二阶系统。四、实验预习要求1 预习附录内容，记牢本实验所要用到的命令；2 手画有关根轨迹图，并求出有关数值；3 详细列出实验步骤4 什么是闭环系统的主导极点？五、实验报告要求1 记录给定系统的根轨迹图，并标出特殊点。2.完成上述各题要求，分析闭环极点在 s 平面上的位置与系统动态性能的关系。8实验四 控制系统的频率特性测量一、实验目的1学习和掌握测量典型环节、系统频率特性曲线的方法和技能。2学习根据实验所得频率特性曲线求取传递函数的方法。二、实验设备1ACT-III 型 自动控制理论实验箱
9、 一台2方正电脑 一套3螺丝刀 一把三、实验原理及线路1一阶惯性环节传递函数参数、电路设计及其幅相频率特性曲线：对于 的一阶惯性环节，其幅相频率特性曲线是一个半圆，见图 4.1。()1KGST取 代入，得Sj()()1jKGjreT在实验所得特性曲线上，从半圆的直径 ，可得到环节的放大倍数 K，K 。在特性曲线(0) (0)r上取一点 ，可以确定环节的时间常数 T， 。k )ktg一阶惯性环节传递函数为 ，其中参数为 R0=200 ，R 1200 ，C1uF，其1()0.2GSK 图 4.19模拟电路设计如图 6.2图 4.22典型二阶系统开环传递函数参数、电路设计及其幅相频率特性曲线：两个惯
10、性环节组成的二阶系统，其开环传递函数为212()(1KKGsTsTs()令上式中 ，可以得到对应的频率特性j()2()1jj reTj二阶系统开环传递函数的幅相频率特性曲线，如图 6.3 所示。根据上述幅相频率特性表达式，有（41）(0)Kr图 4.310其中 2(0)()12kkkrrTtg21kkTtg故有 （42）2kkt（43）2(0)1kkrTtg如已测得二阶环节的幅相频率特性，则 、 、 和 均可从实验曲线得到，于是可按(0)rk()kr式（41） 、 （42）和（43）计算 K、 T、 ，并可根据计算所得 T、 求取 T1和 T2(1)T22实验用典型二阶系统开环传递函数为: 2
11、()11(0.)(.03GsHss其电路设计参阅图 6.4。3对数幅频特性和对数相频特性上述幅相频率特性也可表达为对数幅频特性和对数相频特性，图 6.5 和图 6.6 分别给出上述一阶惯性环节和二阶环节的对数幅频特性和对数相频特性：四、实验内容及步骤1设计一阶惯性环节 模拟电路，并绘出波特图和乃奎斯特图，任取三个频率点，1()0.2GS求出其所对应的幅频值、相频值。2用 MATLAB 软件仿真一阶惯性环节 频率特性，取与硬件对应的三个频率点，所1()0.2S图 4.411任取三个频率点测的幅频值、相频值与硬件实验所得结果比较。3用 MATLAB 软件仿真典型二阶系统 开环频率2()11(0.2
12、)(.03GsHss特性曲线，在图上任取三个频率点，测其幅频值、相频值。4在 MATLABL 软件中，绘制开环系统 和 的奈氏曲)1()s )10(5)(ss线和 Bode 图，求其 c,g,kg；并任取其中一系统画出“0”型、 “”型、 “”型系统的奈氏曲线和 Bode 图并比较说明。12实验五 控制系统串联校正一、实验目的1熟悉串联校正装置对线性系统稳定性和动态特性的影响。2掌握串联校正装置的设计方法和参数调试技术。3比较不同校正装置对系统的动、静态性能的影响。二、实验设备1ACCT-型 自动控制理论实验箱 一台2方正电脑 一套3万用表 一个三、实验原理及线路1设有二阶系统开环传递函数为：
13、 ()5250.2(1)(0.)GsSs其闭环传递函数为：式中 ， ，22()()5nWSsss507.n10.4n故未加校正时系统超调量为 ，210.63%pMe调节时间为 s4snt静态速度误差系数 KV等于该 I 型系统的开环增益1/s，25vK由以上可得，未加校正二阶闭环系统的方块图如图 1 和模拟电路如图 2 所示2串联校正的目标13要求加串联校正装置后系统满足以下性能指标：（1）超调量 25%pM（2）调节时间（过渡过程时间） s1t（3）校正后系统开环增益（静态速度误差系数） 1/s25Kv3串联校正装置的时域设计从对超调量要求可以得到 % ，于是有 。由 s 215pMe0.4
14、41snt可以得到 。4n因为要求 1/s，故令校正后开环传递函数仍包含一个积分环节，且放大系数为 25。25Kv设串联校正装置的传递函数为 D(s),则加串联校正后系统的开环传递函数为25()()0.1)DsG采用相消法，令 （其中 T 为待确定参数） ，可以得到加串联校正后的开环传递sT函数 0.5125()(.)(1)sDsGssA这样，加校正后系统的闭环传递函数为2()() 51TWsss对校正后二阶系统进行分析，可以得到25nT1综合考虑校正后的要求，取 T=0.05s ,此时 1/s, ，它们都能满足校正目标2.36n0.45要求。最后得到校正环节的传递函数为140.51()sD从
15、串联校正装置的传递函数可以设计其模拟电路如图 3，串联校正装置电路的参数可取 R1390，R 2R 3200 ，R 410 ，C4.7uF。KK4串联校正装置的频域设计根据对校正后系统的要求，可以得到期望的系统开环传递函数的对数频率特性，如图 415根据未加校正系统的开环传递函数，可画出其相应的对数频率特性，如图 5 所示。从期望的系统开环传递函数的对数幅频特性，减去未加校正系统开环传递函数的对数幅频特性，可以得到串联校正装置的对数幅频特性，如图 6 所示。从串联校正装置的对数幅频特性，可以得到它的传递函数： 0.51()cSG四、实验内容及步骤1利用实验设备，设计并连接一未加校正的二阶闭环系
16、统的模拟电路，完成该系统的稳定性和动态特性观测（响应曲线及其调整时间 ts 和 Mp%） ，填入附表中。2设计并连接一加串联校正后的二阶闭环的模拟电路，完成该系统的稳定性和动态特性观测。响应曲线及其调整时间 ts 和 Mp%，填入附表中。3取 ， ， 分别画出它们的105.)(1SsGc 1.6)(2sGc )10.)(64528.1)(3ssGcBode 图，观察增益，相角随频率的变化情况。4用 MATLAB 仿真二阶系统校正前和校正后后的 Bode 图。五、实验预习要求1作出校正前后系统的 Bode 图，并求性能指标。2有无其它形式的校正方案？参数如何？怎样模拟？可以自己拟定校正方案，在实
17、验中验证，所需元件请预先向实验室提供清单。六、实验报告要求1画出所做实验的模拟电路图，系统结构图及测取的响应图。2给出校正前后的 Mp%和 ts。3分析串联超前校正、滞后校正、串联滞后-超前校正对系统性能的影响。附表16校正类型 响应曲线 超调量 Mp% 调节时间 ts校正前校正后附录一 ACCT-自动控制原理实验箱简介一系统构成实验系统由上位 PC 微机（含实验系统上位机软件） 、ACCT-I 实验箱、USB2.0 通讯线等组成。ACCT-实验箱内装有以 C8051F060 芯片（含数据处理系统软件）为核心构成的数据处理卡，通过 USB口与 PC 微机连接。1实验箱 ACCT-I 简介ACC
18、T-I 控制理论实验箱主要由电源部分 U1 单元、信号源部分 U2 单元、与 PC 机进行通讯的数据处理 U3 单元、 元器件单元 U4、非线性单元 U5U7 以及模拟电路单元 U8U16 等共 16 个单元组成，详见附图。(1)电源单元 U1包括电源开关、保险丝、5V、5V、15V、15V、0V 以及 1.3V15V 可调电压的输出，它们提供了实验箱所需的所有工作电源。(2)信号源单元 U2 可以产生频率与幅值可调的周期方波信号、周期斜坡信号、周期抛物线信号以及正弦信号，并提供与周期阶跃、斜坡、抛物线信号相配合的周期锁零信号。该单元面板上配置的拨键 S1 和 S2 用于周期阶跃、斜坡、抛物线
19、信号的频率段选择，可有以下 4种状态：S1 和 S2 均下拨输出信号周期的调节范围为 260ms；S1 上拨、S2 下拨输出信号周期的调节范围为 0.26s；S1 下拨、S2 上拨输出信号周期的调节范围为 20600ms；S1 和 S2 均上拨输出信号周期的调节范围为 0.167s；另有电位器 RP1 用于以上频率微调。电位器 RP2、RP3 和 RP4 依次分别用于周期阶跃、斜坡与抛物线信号的幅值调节。在上述 S1 和 S217的 4 种状态下，阶跃信号的幅值调节范围均为 014V；除第三种状态外，其余 3 种状态的斜坡信号和抛物线信号的幅值调节范围均为 015V；在第三种状态时，斜坡信号的
20、幅值调节范围为 010V，抛物线信号的幅值调节范围为 02.5V。信号单元面板上的拨键 S3 用于正弦信号的频率段的选择：当 S3 上拨时输出频率范围为140Hz14KHz；当 S3 下拨时输出频率范围为 2160Hz。电位器 RP5 和 RP6 分别用于正弦信号的频率微调和幅值调节，其幅值调节范围为 0-14V。(3)数据处理单元 U3内含以 C8051F060 为核心组成的数据处理卡（含软件） ，通过 USB 口与上位 PC 进行通讯。内部包含八路 A/D 采集输入通道和两路 D/A 输出通道。与上位机一起使用时，可同时使用其中两个输入和两个输出通道。结合上位机软件，用以实现虚拟示波器、测
21、试信号发生器以及数字控制器功能。(4)元器件单元 U4单元提供了实验所需的电容、电阻与电位器，另提供插接电路供放置自己选定大小的元器件。(5)非线性环节单元 U5、U6 和 U7U5，U6，U7 分别用于构成不同的典型非线性环节。单元 U5 可通过拨键 S4 选择具有死区特性或间隙特性的非线性环节模拟电路。单元 U6 为具有继电特性的非线性环节模拟电路。单元 U7 为具有饱和特性的非线性环节模拟电路。(6)模拟电路单元 U8U16U8U16 为由运算放大器与电阻，电容等器件组成的模拟电路单元。其中 U8 为倒相电路，实验时通常用作反号器。U9U16 的每个单元内，都有用场效应管组成的锁零电路和
22、运放调零电位器。2系统上位机软件的功能与使用方法，详见ACT-I 自动控制理论实验上位机程序使用说明书 。二实验注意事项1实验前 U9U16 单元内的运放需要调零。2运算放大器边上的锁零点 G 接线要正确。不需要锁零时（运放构成环节中不含电容或输入信号为正弦波时） ，必须把 G 与-15V 相连；在需要锁零时，必须与其输入信号同步的锁零信号相连。如在采用 PC 产生的经 D/A 通道输出的信号 O1 作为该环节或系统的输入时，运放的锁零信号 G 应连 U3 单元的 G1（对应 O1） ；类似地，如采用 PC 产生的信号 O2 作输入，则锁零信号 G 应连 U3 单元的 G2（对应O2） 。锁零
23、主要用于对电容充电后需要放电的场合，一般不需要锁零。3在设计和连接被控对象或系统的模拟电路时，要特别注意，实验箱上的运放都是反相输入的，因此对于整个系统以及反馈的正负引出点是否正确都需要仔细考虑，必要时接入反号器。4作频率特性实验和采样控制实验时，必须注意只用到其中 1 路 A/D 输入和 1 路 D/A 输出,具体采用“I1I8”中哪一个通道，决定于控制箱上的实际连线。5上位机软件提供线性系统软件仿真功能。在作软件仿真时，无论是一个环节、或是几个环节组成的被控对象、或是闭环系统，在利用上位机界面作实验时，都必须将开环或闭环的传递函数都转化18成下面形式，以便填入参数 ai, bj110.()
24、mnnbssWa其中 ， 。0如出现 的情况，软件仿真就会出错，必须设法避免。如实验一，在作理想比例微分（PD）环节的软件仿真实验时就会遇到此问题，因为此时 ()1)WsKTss可见该 W(s)分子中 s 的阶高于分母的，直接填入参数仿真，即出现“非法操作”的提示。具体避免方法请参阅该实验附录。6受数据处理单元 U3 的数据处理速率限制，作频率特性实验和采样控制实验时，在上位机界面上操作“实验参数设置”必须注意频率点和采样控制频率的选择。对于频率特性实验，应满足200/sec，以免引起过大误差。类似地，对于采样控制实验，采样控制周期应不小于 5 ms。7本采集设备的上位机软件，A/D 和 D/
25、A 输出部分，需要注意的一些事项。本数据采集系统有 8路 A/D 输入，2 路 D/A 输出，对于 8 路 A/D 输入将其分为四组，因为一般我们用到两路同时输出或同时输入。I1、I2 为一组 A/D 输入，I3、I4 为一组 A/D 输入，I5、I6 为一组 A/D 输入，I7、I8 为一组A/D 输入。在这四组 A/D 输入中，I1、I3、I5、I7 为每组 A/D 输入中的第一路，I2、I4、I6、I8 为每组 A/D 输入中的第二路。这个在实验三中，做频率特性实验要求比较严格，在每个实验当中，我们可以随意选择任一组 A/D 输入，和任一路 D/A 输出。19附录二 软件界面及实验参考设
26、置一、设备的模块信息：U9U16 是 8 个运放模块，其中 U8 为反相模块，U5 是死区特性和间隙特性模块，两者靠 S4 拨键切换；U6 是继电特性模块；U7 是饱和特性模块 。本采集设备的上位机软件，A/D 和 D/A 输出部分，需要注意的一些事项。本数据采集系统有 8 路 A/D输入，2 路 D/A 输出，对于 8 路 A/D 输入将其分为四组，因为一般我们用到两路同时输出或同时输入。I1、I2 为一组 A/D 输入，I3 、I4 为一组 A/D 输入，I5、I6 为一组 A/D 输入，I7、I8 为一组 A/D 输入。在这四组 A/D 输入中，I1、I3、I5 、I7 为每组 A/D
27、输入中的第一路，I2、I4、I6 、I8 为每组 A/D 输入中的第二路。这个在实验三中，做频率特性实验要求比较严格，在每个实验当中，我们可以随意选择任一组 A/D 输入，和任一路 D/A 输出。二、软件界面的操作说明1、打开已经准备好的实验项目后，点击 ，使系统进入运行装态。2、按下“启动暂停”按键程序开始运行,再次按下该按键程序暂停。按“退出”键使系统退出子 VI 运行状态。3、测试信号设置选项框中可以设置发出的波形的种类、幅值、频率、占空比、采样开关 T、采样时间。204、按下“退出”按键或图标，程序退出运行。5、按下“ ”图标，程序关闭。三、计算机控制实验软件操作注意事项1软件“系统测
28、试信号设置”参数默认值：类型：周期阶跃信号；幅值：5V ；零位偏移：0；频率：1s；占空比:90。2时域以比例环节为例，将 Ui 连到实验箱 U3 单元的 O1（D/A 通道的输出端） ，将 Uo 连到实验箱 U3 单元的 I1（A/D 通道的输入端） ，将运放的锁零 G 连到实验箱 U3 单元的 G1（与 O1 同步） ，并连好 U3 单元至上位机的 USB2.0 通信线。接线完成，经检查无误，再给实验箱上电后，启动时域 LabVIEW 软件上位机程序，进入主界面。界面上的操作步骤如下：按通道接线情况:通过上位机界面中“通道选择” 选择任一组任一路 A/D 输入作为环节的输出,选择任一路 D
29、/A 作为环节的输入.不同的通道,图形显示控件中波形的颜色将不同；将另一输出通道直接送倒输入通道(显示示波器信号源发出的输入波形)。进入实验模式后，先对显示模式进行设置：选择“X-t 模式” ；选择“T/DIV”为 1s/1HZ。完成上述实验设置，然后设置实验参数，在界面的右边可以设置系统测试信号参数，选择“测试信号”为“周期阶跃信号” ，选择“占空比”为 50%，选择“T/DIV”为“1s” ， 选择“幅值”为“3V” ，可以根据实验需要调整幅值，以得到较好的实验曲线，将“偏移”设为“0” 。以上除必须选择“周期阶跃信号”外，其余的选择都不是唯一的。要特别注意，除单个比例环节外，对其它环节和
30、系统都必须考虑环节或系统的时间常数，如仍选择“输入波形占空比”为 50%，那么“T/DIV”至少是环节或系统中最大时间常数的 68 倍。这样，实验中才能观测到阶跃响应的整个过程。以上设置完成后，按 LabVIEW 上位机软件中的“RUN”运行图标来运行实验程序，然后点击右边的“启动/暂停”按钮来启动实验，动态波形得到显示，直至周期响应过程结束，如上述参数设置合理就可以在主界面图形显示控件中间得到环节的“阶跃响应” 。213频域以一阶惯性环节为例，将 Ui 连到实验箱 U3 单元的 O1 或 O2（D/A 通道的输出端,这个是通过上位机选择其中的一路输出） ，将 Uo 连到实验箱 U3 单元的
31、I1（A/D 通道的输入端） ，然后再将你选择的D/A 输出通道测试信号 O1(如果选择的是 O1)连接到这组 A/D 输入的另一采集输入端 I2，然后连接设备与上位机的 USB 通信线。接线完成，经检查无误，再给实验箱上电后，启动频域 LabVIEW 软件上位机程序，进入主界面。界面上的操作步骤如下：选择任一 D/A 输出通道，如“O1” ，将其作为环节输入，接到环节输入 Ui 端,再将其作为原始测试信号接到 A/D 输入的 I2（便于观看虚拟示波器发出的原始信号） ，将环节的输出端 Uo 接到 A/D 输入通道 I1。进入实验界面后，先对频率特性的测试信号进行设置：“幅值”为 5（可以根据
32、实验结果波形来调整） ， “测试信号”为正弦波。完成实验设置，先点击 LabVIEW 运行按钮“RUN”运行界面程序，然后点击实验界面右下角的“启动/暂停”按钮来启动频率特性测试。测试程序将会从低频率计算到高频，界面右下角有个测试进度条，它将显示测试的进度。最后测试出来频率特性的 Bode Plot、Nyquist Plot 将在相应的图形控件中显示出来,在同一界面中我们可以同时看到频率特性的两种显示模式:一种是伯德图“Bode Plot” ，它包括幅频特性和相频特性；另一种模式就是乃奎斯特图“Nyquist Plot” ，又称极坐标图。四、各实验的参考设置表格内容涉及的是主要的硬件配置、通道
33、选择（数据处理系统通道与模块的连接以及与虚拟示波器显示的对应）以及软件设置，并没有全部覆盖，有些软件功能的使用表上不可能全部给出。特别要注意，提供的仅是参考设置，并非是唯一的答案。实验项目名称 通道；锁零；实验类别；显示模式系统测试信号/频率点/采样控制备注比例 Ui-O1-系统输入信号；Uo-I1-采样通道 1；O1-I2-采样通道 2；G-G1；实验类别：时域显示模式：X-t类型：周期阶跃信号幅值：1V偏移：0占空比：50%频率：1s给出系统测试信号设置积分 Ui-O1-系统输入信号；Uo-I1-采样通道 1；O1-I2-采样通道 2；G-G1；实验类别：时域显示模式：X-t类型：周期阶跃
34、信号幅值：1V偏移：0占空比：50%-90%频率：1s(1u)5s(10u)给出系统测试信号设置t/div:200ms(1u)2s(10u)v/div(1v)惯性环节 Ui-O1-系统输入信号；Uo-I1-采样通道 1；O1-I2-采样通道 2；G-G1；实验类别：时域显示模式：X-t类型：周期阶跃信号幅值：3V偏移：0占空比：90%频率：1s(1u)5s(10u)给出系统测试信号设置t/div:200ms(1u)2s(10u)v/div(1v)22比例积分 Ui-O1-系统输入信号；Uo-I1-采样通道 1；O1-I2-采样通道 2；G-G1；实验类别：时域显示模式：X-t类型：周期阶跃信号
35、幅值：2V偏移：0占空比：50%频率：1s(1u)10s(10u)给出系统测试信号设置t/div:200ms(1u)2s(10u)v/div(1v)二阶系统 Ui-O1-系统输入信号；Uo-I1-采样通道 1；O1-I2-采样通道 2；G-G1；实验类别：时域显示模式：X-t类型：周期阶跃信号幅值：2V偏移：0占空比： 90%频率：2s(1u)2s(2u)给出系统测试信号设置t/div:200ms(1u)500 ms (2u)v/div(1v)一阶惯性 频率分析Ui-O1Uo-I1O1-I2G-15V实验类别：频域类型：正弦测试信号幅值：5V（偏移 0）实验参数设置：G(S)=1/(0.2S+
36、1)C=0.1uF二阶惯性 频率分析Ui-O1Uo-I1O1-I2G-15V实验类别：频域类型：正弦测试信号幅值：5V（偏移 0）实验参数设置：G(s)=1/(0.02s2+0.3s+1)C1=0.01uFC2=0.1uF串联校正前系统阶跃响应Ui-O1-系统输入信号Uo-I1-采样通道 1O1-I2-采样通道 2G-G1实验类别：时域显示模式：X-t类型：周期阶跃信号幅值：2V（偏移 0）频率：5s（占空比 90%）串联校正后系统阶跃响应Ui-O1-系统输入信号Uo-I1-采样通道 1O1-I2-采样通道 2G-G1实验类别：时域显示模式：X-t类型：周期阶跃信号幅值：2V（偏移 0）频率：
37、2s（占空比 90%）继电器特性 U6Ui-O1-系统输入信号Uo-I1-采样通道 1O1-I2-采集通道 2实验类别：时域类型：正弦波幅值：5V频率：1s调节 U6 的 RP1，可改变参数 M。t/div:200ms23显示模式：X-t 饱和特性 U7Ui-O1-系统输入信号Uo-I1-采样通道 1O1-I2-采集通道 2实验类别：时域显示模式：X-t类型：正弦波幅值：5V频率：1s调节 U6 的 RP1，可改变参数 M 和K。t/div:200ms附录三 MATLAB 语言1.给定多项式型式开环系统 2014)()(23ssGnum=1 -1 分子多项式系数den=1 4 14 20 分母
38、多项式系数2给定零极点型式开环系统 )2(1)(skgsk=1 赋增益值，标量z= 赋零点值，向量p=0 -1 -2 赋极点值，向量num,den=zp2tf(z,p,k) 零极点模型转换成多项式模型rlocus(num,den) 画根轨迹图，开环增益的范围自动给定rlocus(num,den,k) 画根轨迹图，开环增益的范围可以由人工给定r=rlocus(num，den，k) 给定 K 增益值，求闭环根 r 的值，该返回变量值显示在 MATLAB 的命令窗口，不作图k,r=rlocfind(num,den) 在作好的根轨迹图上，确定选定闭环根位置的增益值和闭环根 r 的值，返回变量值显示在
39、MATLAB 的命令窗口，不作图bode(num,den) 给定 num 和 den 作波特图Mg,Pc,wg,wc=margin(num,den) 返回变量 Mg 为幅值裕度，Pc 为相位裕度，wg 为 Mg 为对应的频率，wc 为剪切频率，返回变量值显示在MATLAB 的命令窗口，不作图nyquist(num,den) 给定 num 和 den 作 Nyquist 图bode(num,den,w) 给定 W，画该点波特图m,p=bode(num,den,w) 给定 W 返回该点幅值 A（w）,相位 (w)numc,denc=cloop(num,den,-1) 开环多项式转换为闭环多项式24
40、step(numc,denc) 给定 num、den，求系统的阶跃响应，时间向量的范围自动设定。conv 卷积hold on 多幅图保留在同屏幕grid on 在图上增加网格线grid off 关闭坐标网格线simulink 中仿真步骤1在 Command window 命令窗口中键入“SIMULINK” ，进入 SIMULINK 模块库后点击“filenewmodel”2寻找模块，在 sources 中找 step 块，在 math Operations 中找 sum 块、gain 块，在 signal routing 找 mux 块，在 continuous 中找 intergrator、transfer fcn 块；在 sinks 中找 scope 模块。3双击 transfer fcn 块，按系统需要改变其中的参数。4当所用的模块都有了，按输出到输入把模块之间连起来。5单击 simulation 中 start，然后双击 scope 模块，即可显示输出波形。
