典型系统的时域响应和稳定性分析
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五、内容步骤
1.将信号源单元的“ＳＴ”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设着了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。经开关设置在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，似的“ＯＵＴ”端输出的方波幅值为１Ｖ，周期为１０ｓ左右。
2.典型二阶系统瞬态性能指标的测试
（1）按模拟电路图连线，将1中的方波信号接至输入端，取 。
（2）实验内容
先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论值分析基本吻合。在此实验中，
系统闭环传递函数为 ;
其中自然振荡角频率： ；阻尼比： 。
2.典型的三阶系统的稳定性分析
（1）理论分析
系统的开环传递函数为： （其中 ），
系统的特征方程为： 。
（2）用示波器观察系统响应曲线 ，测量并记录超调 、峰值时间 和调节时间 。
（3）分别按 ； ； ；改变系统的开环增益，观察响应曲线 ，测量并记录性能指标 、 和 ，及系统的稳定性。并将测量者和计算值进行比较。将实验结果填入表1中。
3.典型三阶系统的性能
（1）按图连线，将1中的方波信号接至输入端，取 。
（2）实验内容
实验前由判断得行列式为：
为了保证系统的稳定，第一列各值为正数，所以有
得：
系统稳定
系统临界稳定
系统不稳定
三、仪器设备
机一台， （或 ）教学实验系统
四、线路示图
1. 典型二阶系统稳定性的分析
（1）结构框图：
（2）对应的模拟电路图：
2.典型的三阶系统稳定性分析
(1)结构框图：
（2）模拟电路图：
35.96
13.90
临界稳定
99.98
5.009
稳定
七、分析讨论
从理论方面说，通过这次的自动控制实验，我基本熟悉了典型系统的时域响应和稳定性分析的主要内容，更清楚地理解了二阶、三阶系统的响应曲线和稳定性，为之后的学习打下了较好的基础；从实践方面说，这次实验进一步提高了我的动手能力、分析问题和处理问题的能力，让我更加深刻的体会到
（2）观察系统的响应曲线，并记录波形。
（3）减小开换增益，观察响应曲线，并将实验结果填入表2中。
六、数据处理
1.典型二阶系统瞬态性能指标
(1) 时
(2) 时
(3) 时
(4) 时
2．典型三阶系统在不 时
（3） 时
R（ ）
开环增益（K）
稳定性
30．55
16.37
不稳定
实验报告
实验名称典型系统的时域响应和稳定性分析
一、目的要求
1.研究二阶系统的特征参量（ 、 ）对过度过程的影响。
2.研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
3.熟悉 判据，用 判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、原理简述
1. 典型二阶系统稳定性的分析
（1）理论分析
系统开环传递函数为： ；开环增益 。
1.将信号源单元的“ＳＴ”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设着了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。经开关设置在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，似的“ＯＵＴ”端输出的方波幅值为１Ｖ，周期为１０ｓ左右。
2.典型二阶系统瞬态性能指标的测试
（1）按模拟电路图连线，将1中的方波信号接至输入端，取 。
（2）实验内容
先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论值分析基本吻合。在此实验中，
系统闭环传递函数为 ;
其中自然振荡角频率： ；阻尼比： 。
2.典型的三阶系统的稳定性分析
（1）理论分析
系统的开环传递函数为： （其中 ），
系统的特征方程为： 。
（2）用示波器观察系统响应曲线 ，测量并记录超调 、峰值时间 和调节时间 。
（3）分别按 ； ； ；改变系统的开环增益，观察响应曲线 ，测量并记录性能指标 、 和 ，及系统的稳定性。并将测量者和计算值进行比较。将实验结果填入表1中。
3.典型三阶系统的性能
（1）按图连线，将1中的方波信号接至输入端，取 。
（2）实验内容
实验前由判断得行列式为：
为了保证系统的稳定，第一列各值为正数，所以有
得：
系统稳定
系统临界稳定
系统不稳定
三、仪器设备
机一台， （或 ）教学实验系统
四、线路示图
1. 典型二阶系统稳定性的分析
（1）结构框图：
（2）对应的模拟电路图：
2.典型的三阶系统稳定性分析
(1)结构框图：
（2）模拟电路图：
35.96
13.90
临界稳定
99.98
5.009
稳定
七、分析讨论
从理论方面说，通过这次的自动控制实验，我基本熟悉了典型系统的时域响应和稳定性分析的主要内容，更清楚地理解了二阶、三阶系统的响应曲线和稳定性，为之后的学习打下了较好的基础；从实践方面说，这次实验进一步提高了我的动手能力、分析问题和处理问题的能力，让我更加深刻的体会到
（2）观察系统的响应曲线，并记录波形。
（3）减小开换增益，观察响应曲线，并将实验结果填入表2中。
六、数据处理
1.典型二阶系统瞬态性能指标
(1) 时
(2) 时
(3) 时
(4) 时
2．典型三阶系统在不 时
（3） 时
R（ ）
开环增益（K）
稳定性
30．55
16.37
不稳定
实验报告
实验名称典型系统的时域响应和稳定性分析
一、目的要求
1.研究二阶系统的特征参量（ 、 ）对过度过程的影响。
2.研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
3.熟悉 判据，用 判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、原理简述
1. 典型二阶系统稳定性的分析
（1）理论分析
系统开环传递函数为： ；开环增益 。