1、自动控制原理实验报告院系： 能源与动力工程学院 专业名称： 飞行器动力 学生姓名： 某某 2016 年 12 月实验一 一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试实验时间 2016 年 12 月 16 日一、 实验目的 1.了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 2.学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。 3.学习阶跃响应的测试方法。二、实验内容 1.立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数 T 时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间 TS。 2.立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比 时的跃响应曲线,并测定其超调量 %及过渡过程时间 TS。 三、实验原理
2、 1一阶系统： 系统传递函数为：模拟运算电路如图 1-1 所示：由图得：在实验当中始终取 ，则取不同的时间常数 T 分别为： 0.25、 0.5、1。 记录不同时间常数下阶跃响应曲线，测量纪录其过渡过程时 ts。 （取 误差带）2二阶系统: 其传递函数为： 令 则系统结构如图 1-所示：根据结构图，建立的二阶系统模拟线路如图 1-所示：取 ， ，则取不同值 ,观察并记录阶跃响应曲线，测量超调量 %（取 误差带） ,计算过渡过程时间 Ts。四、实验设备 1.HHMN-1 型电子模拟机一台。 2.PC 机一台。 3.数字式万用表一块。 4.导线若干。 五、实验步骤 1. 熟悉 HHMN-1 型电子
3、模拟机的使用方法，将各运算放大器接成 比例 器，通电调零。 2. 断开电源，按照实验说明书上的条件和要求，计算电阻和电容 的取 值，按 照模拟线路图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。 3. 将 D/A1与系统输入端 U1连接，将 A/D1与系统输出端 U0连接 。线路接好后，经教师检查后再通电。 4.运行软件，分别获得理论和实际仿真的曲线。 5. 观察实验结果，记录实验数据，绘制实验结果图形，填写实验数 据表格，完成实验报告。 六、实验结果1.一阶系统T 0.25 0.5 1C 4.7F 1F 1FR 510k 510k 1MTS 实 0.7342s 106825s 3.176sTS 理
4、0.75s 1.50s 3.00sTr 0.5369s 1.1882s 2.3318sT=0.25T=0.5T=12.二阶系统0.25 0.5 0.707 1R4 2 M 1 M 707 k 500 kC2 1F 1F 1F 1F实测42.37 16.54 4.063 0.489理论44.43 16.30 5.31 0ts实测/s 20.004 6.234 2.895 4.585ta理论/s 14 7 3 4.75=0.25=0.5=0.707=1七、实验结论 实验图线与理论图线基本符合，公式得到验证。实验数据结果与理论数据有一些出入，原因在于选择电阻时没有合适的阻值，就直接用 510 千欧电阻代替500 欧，或者用电位计，阻值上的误差是实验数据误差的主要来源。另外储能元件放电不够充分也有可能引起误差。八、收获，体会和建议这次实验，我了解了一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系，学习了在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。同时学习了阶跃响应的测试方法。收获很大。但是，我有一个小建议，是否可以升级一下实验用的电脑和软件，因为电脑有时会出现死机的情况，只要一重启，之前做的结果就前功尽弃了，十分浪费时间。
