实验2 基于THBDC-1控制理论实验平台的时域分析

自动控制原理实验

实验二 基于THBDC-1控制理论实验平台的时域分析

孙旭宏

12020319

实验二 基于THBDC-1控制理论实验平台的时域分析

一、实验目的

1.通过了解参数ζ（阻尼比），ωn(阻尼自然频率)的变化对二阶系统动态性能的影响； 2.掌握各阶系统动态性能的测试方法； 3.掌握参数调节系统性能的方法。

实验数据及分析 1连接系统

2系统输入单位阶跃信号，取C=1µF，R=100k.

2.1系统处于欠阻尼状态，其超调量为53%左右，计算出ζ=0.3937 ,实验测得RX=2kΩ； 实验曲线如图：

2.2系统处于欠阻尼状态，超调量为4.3%左右，计算出ζ= 0.7052 ，实验测得RX=70.9kΩ

实验曲线如图：

2.3 系统处于临界阻尼状态，计算出ζ=0.7042 ，实验测得RX=71.0kΩ 实验曲线如图：

2.4系统处于过阻尼状态，ζ= 1.0080 ，实验测得RX=49.6kΩ 实验曲线如图：

3取R=100K,RX=250K,计算可得此时的ζ=0.2 3.1 C=10µF,计算出ωn=1

3.2 c=0.1µF,ωn=100

4输入斜坡信号

系统的开环传递函数：

G(s)kRK K1 k1X (T1RXC T2RC)

S(T1S1)T2R系统闭环传递函数：

K2T1C(S)n 标准式： W(S)221KR(S)S2nSnS2ST1T1nk111T2R  T1T2RC2k1T12RX系统的开环增益越大，稳定性就越差，增大时间常数使系统的调节时间变长，即趋于稳态的

时间变长。 思考题：

1.如果阶跃输入的信号的幅值过大，会在实验中产生什么后果？

阶跃输入信号幅值过大，会使输出阶跃响应曲线的稳态值过大，如果系统有较大的超调量，则阶跃响应的幅值可能超出范围，不能测得完整的响应曲线，实验测出的各种数据都会发生变化，使其精度降低，增大实验的误差，同时会使系统动态特性的非线性因素增大，使线性系统变成非线性系统；也有可能导致实验的失败，最后实验不能趋于稳定，实验结果出错。 2.在电路模拟系统中，如何实现负反馈和单位负反馈？

将输出信号用导线经过反馈环节返回到输入端可以实现负反馈，如果无反馈环节，直接用导线，则是单位负反馈。

3.为什么本实验中二阶系统对阶跃输入信号的稳态误差为零？

因为1/T2S是积分环节，当系统达到稳态时，积分环节之前的输入为零，所以K1/T1S+1之前的输入为零，因此有R(X)-C(X)=0,所以稳态误差为零。