武大电气自动控制原理实验报告(90分精品)
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作，加深对自动控制原理的理解，掌握PID控制器的调节方法，并验证PID控制器的性能。
二、实验原理。
PID控制器是一种常见的控制器，它由比例环节（P）、积分环节（I）和微分环节（D）三部分组成。
比例环节的作用是根据偏差的大小来调节控制量的大小；积分环节的作用是根据偏差的累积值来调节控制量的大小；微分环节的作用是根据偏差的变化率来调节控制量的大小。
PID控制器通过这三个环节的协同作用，可以实现对被控对象的精确控制。
三、实验装置。
本次实验所使用的实验装置包括PID控制器、被控对象、传感器、执行机构等。
四、实验步骤。
1. 将PID控制器与被控对象连接好，并接通电源。
2. 调节PID控制器的参数，使其逐渐接近理想状态。
3. 对被控对象施加不同的输入信号，观察PID控制器对输出信号的调节情况。
4. 根据实验结果，对PID控制器的参数进行调整，以达到最佳控制效果。
五、实验结果与分析。
经过实验，我们发现当PID控制器的比例系数较大时，控制效果会更为迅速，但会引起超调；当积分系数较大时，可以有效消除稳态误差，但会引起响应速度变慢；当微分系数较大时，可以有效抑制超调，但会引起控制系统的抖动。
因此，在实际应用中，需要根据被控对象的特性和控制要求，合理调节PID控制器的参数。
六、实验总结。
通过本次实验，我们深刻理解了PID控制器的工作原理和调节方法，加深了对自动控制原理的认识。
同时，我们也意识到在实际应用中，需要根据具体情况对PID控制器的参数进行调整，以实现最佳的控制效果。
七、实验心得。
本次实验不仅让我们在理论知识的基础上得到了实践锻炼，更重要的是让我们意识到掌握自动控制原理是非常重要的。
只有通过实际操作，我们才能更好地理解和掌握知识，提高自己的实际动手能力和解决问题的能力。
八、参考文献。
[1] 《自动控制原理》，XXX，XXX出版社，2010年。
[2] 《PID控制器调节方法》，XXX，XXX期刊，2008年。
自动控制原理实验报告五个实验
自动控制原理实验专业班级姓名学号实验时间：2010.10—2010.11一、实验目的和要求：通过自动控制原理实验牢固地掌握《自动控制原理》课的基本分析方法和实验测试手段。
能应用运算放大器建立各种控制系统的数学模型，掌握系统校正的常用方法，掌握系统性能指标同系统结构和参数之间的基本关系。
通过大量实验，提高动手、动脑、理论结合实际的能力，提高从事数据采集与调试的能力，为构建系统打下坚实的基础。
二、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明自动控制实验系统一套计算机（已安装虚拟测量软件---LABACT）一台椎体连接线 18根典型环节实验（一）、实验目的：1、了解相似性原理的基本概念。
2、掌握用运算放大器构成各种常用的典型环节的方法。
3、掌握各类典型环节的输入和输出时域关系及相应传递函数的表达形式，熟悉各典型环节的参数（K、T）。
4、学会时域法测量典型环节参数的方法。
（二）、实验内容：1、用运算放大器构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节和比例积分微分环节。
2、在阶跃输入信号作用下，记录各环节的输出波形，写出输入输出之间的时域数学关系。
3、在运算放大器上实现各环节的参数变化。
（三）、实验要求：1、仔细阅读自动控制实验装置布局图和计算机虚拟测量软件的使用说明书。
2、做好预习，根据实验内容中的原理图及相应参数，写出其传递函数的表达式，并计算各典型环节的时域输出响应和相应参数（K、T）。
3、分别画出各典型环节的理论波形。
5、输入阶跃信号，测量各典型环节的输入和输出波形及相关参数。
（四）、实验原理实验原理及实验设计：1．比例环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时域输出响应：2．惯性环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：3．积分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：时常数：时域输出响应：4．比例积分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：5．比例微分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：6．比例积分微分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：(五)、实验方法与步骤2、测量输入和输出波形图。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告实验目的，通过本次实验，掌握自动控制原理的基本概念和实验操作方法，加深对自动控制原理的理解和应用。
实验仪器与设备，本次实验所需仪器设备包括PID控制器、温度传感器、电磁阀、水槽、水泵等。
实验原理，PID控制器是一种广泛应用的自动控制设备，它通过对比设定值和实际值，根据比例、积分、微分三个控制参数对控制对象进行调节，以实现对控制对象的精确控制。
实验步骤：1. 将温度传感器插入水槽中，保证传感器与水温充分接触；2. 将水泵接通，使水槽内的水开始循环；3. 设置PID控制器的参数，包括比例系数、积分时间、微分时间等；4. 通过调节PID控制器的参数，使得水槽中的水温稳定在设定的目标温度；5. 观察记录PID控制器的输出信号和水温的变化情况；6. 分析实验结果，总结PID控制器的控制特性。
实验结果与分析：经过实验操作，我们成功地将水槽中的水温控制在了设定的目标温度范围内。
在调节PID控制器参数的过程中，我们发现比例系数的调节对控制效果有着明显的影响，适当增大比例系数可以缩小温度偏差，但过大的比例系数也会导致控制系统的超调现象；积分时间的调节可以消除静差，但过大的积分时间会导致控制系统的超调和振荡；微分时间的调节可以抑制控制系统的振荡，但过大的微分时间也会使控制系统的响应变慢。
结论：通过本次实验，我们深入理解了PID控制器的工作原理和调节方法，掌握了自动控制原理的基本概念和实验操作方法。
我们通过实验操作和数据分析，加深了对自动控制原理的理解和应用。
总结：自动控制原理是现代控制工程中的重要内容，PID控制器作为一种经典的控制方法，具有广泛的应用前景。
通过本次实验，我们不仅学习了自动控制原理的基本知识，还掌握了PID控制器的调节方法和控制特性。
这对我们今后的学习和工作都具有重要的意义。
自动控制原理实验报告
《自动控制原理》实验报告学院：专业：班级：姓名：学号：实验报告实验一实验名称：典型环节响应实验姓名：实验组别：实验日期：年月日成绩：一、实验目的1、学习设计构成典型环节的模拟电路，掌握典型环节的特性以及电路参数对特性的影响。
2、学习典型环节响应的测量方法，对比实验结果与理论分析。
二、实验设备1、计算机一台，实验软件一套。
2、实验箱一套。
3、面包板、导线、电阻、电容、运算放大器等器件若干。
三、实验原理设计构成下列典型环节的模拟电路，测量其阶跃响应1、比例环节：利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：C(t)=KR(t) 传递函数G(s)=K2、惯性环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：传递函数G(s)=K/(Ts+1)3、积分环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：传递函数G(s)=K/s4、微分环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：传递函数G(s)=Ks四、实验结果及分析K=R1/R2=1/2比例环节模拟电路图比例环节阶跃响应惯性环节模拟电路图K=R2/R1=2T=R2*C=200K*1uf=0.2惯性环节阶跃响应积分环节模拟电路图T=RC=100K*1uf=0.1积分环节阶跃响应微分环节模拟电路微分环节阶跃响应微分环节阶跃响应仿真实验报告实验 二 实验名称： 二阶系统及其阶跃响应实验 姓名： 实验组别： 实验日期： 年 月 日 成绩：一、实验目的1、学习设计构成二阶系统的模拟电路，掌握二阶系统的特性以及电路参数对特性的影响。
2、学习二阶系统阶跃响应的测量方法，对比实验结果与理论分析。
二、实验设备1、 计算机一台，实验软件一套。
2、 实验箱一套。
3、 面包板、导线、电阻、电容、运算放大器等器件若干。
三、实验原理设计构成二阶振荡环节的模拟电路，测量其阶跃响应利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路，输入输出之间满足如下运动方程：)()()(2121222t R K K K K dt t dC dt t C d =++τ传递函数212221)(K K s s K K s ++=τψ四、实验结果及分析二阶系统模拟电路图二阶系统模拟电路结构图R1=200K R2=200K R=100K C取1uf和0.1uf两个值W=1/T=1/RC=1/RCK/2=R2/2*R1二阶系统阶跃响应仿真结果实验报告实验三实验名称：系统频率特性的测量姓名：实验组别：实验日期：年月日成绩：一、实验目的1、加深了解系统及元件频率特性的物理意义。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告实验一典型环节的电路模拟与软件仿真研究一．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．通过实验熟悉各种典型环节的传递函数及其特性，掌握电路模拟和软件仿真研究方法二．实验内容1．设计各种典型环节的模拟电路。
2．完成各种典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。
3．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。
三．实验步骤1．熟悉实验箱，利用实验箱上的模拟电路单元，参考本实验附录设计并连接各种典型环节（包括比例、积分、比例积分、比例微分、比例积分微分以及惯性环节）的模拟电路。
注意实验接线前必须先将实验箱上电，以对运放仔细调零。
然后断电，再接线。
接线时要注意不同环节、不同测试信号对运放锁零的要求。
在输入阶跃信号时，除比例环节运放可不锁零（G可接-15V）也可锁零外，其余环节都需要考虑运放锁零。
2．利用实验设备完成各典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。
无上位机时，利用实验箱上的信号源单元U2所输出的周期阶跃信号作为环节输入，即连接箱上U2的“阶跃”与环节的输入端（例如对比例环节即图1.1.2的Ui），同时连接U2的“锁零（G）”与运放的锁零G。
然后用示波器观测该环节的输入与输出（例如对比例环节即测试图1.1.2的Ui和Uo）。
注意调节U2的周期阶跃信号的“频率”电位器RP5与“幅值”电位器RP2，以保证观测到完整的阶跃响应过程。
有上位机时，必须在熟悉上位机界面操作的基础上，充分利用上位机提供的虚拟示波器与信号发生器功能。
为了利用上位机提供的虚拟示波器与信号发生器功能，接线方式将不同于上述无上位机情况。
仍以比例环节为例，此时将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。
自控原理实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 掌握典型环节的数学模型及其在控制系统中的应用。
3. 熟悉控制系统的时间响应和频率响应分析方法。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理自动控制原理是研究控制系统动态性能和稳定性的一门学科。
本实验主要涉及以下几个方面：1. 典型环节：比例环节、积分环节、微分环节、惯性环节等。
2. 控制系统：开环控制系统和闭环控制系统。
3. 时间响应：阶跃响应、斜坡响应、正弦响应等。
4. 频率响应：幅频特性、相频特性等。
三、实验内容1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节- 积分环节- 比例积分环节- 比例微分环节- 比例积分微分环节2. 典型环节的频率响应- 幅频特性- 相频特性3. 二阶系统的阶跃响应- 上升时间- 调节时间- 超调量- 峰值时间4. 线性系统的稳态误差分析- 偶然误差- 稳态误差四、实验步骤1. 典型环节的阶跃响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用示波器观察并记录各个环节的阶跃响应曲线。
- 分析并比较各个环节的阶跃响应曲线，得出结论。
2. 典型环节的频率响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用频率响应分析仪测量各个环节的幅频特性和相频特性。
- 分析并比较各个环节的频率响应特性，得出结论。
3. 二阶系统的阶跃响应- 搭建二阶系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录二阶系统的阶跃响应曲线。
- 计算并分析二阶系统的上升时间、调节时间、超调量、峰值时间等性能指标。
4. 线性系统的稳态误差分析- 搭建线性系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录系统的稳态响应曲线。
- 计算并分析系统的稳态误差。
五、实验数据记录与分析1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节：K=1，阶跃响应曲线如图1所示。
- 积分环节：K=1，阶跃响应曲线如图2所示。
武大电气(大二下)数电实验报告(90分精品)
数电实验报告电气工程学院姓名：XXX学号：2014302540XXX日期：2016.6.18目录实验一组合逻辑电路分析 (1)一、实验用集成电路引脚图 (1)二、实验内容 (1)实验二组合逻辑电路（一）半加器和全加器 (4)一、实验目的 (4)二．预习内容 (4)三、参考元件 (4)四、实验内容 (5)实验三组合逻辑实验（二）数据选择器和译码器的应用 (8)一、实验目的 (8)二、预习内容 (8)三、参考元件 (8)四、实验内容 (8)实验四触发器和计数器 (12)一、实验目的 (12)二、预习内容 (12)三、参考元件 (12)四、实验内容 (13)实验五555集成定时器 (16)一、实验目的 (16)二、预习内容 (16)三、参考元件 (16)四、实验内容： (17)实验六数字秒表 (20)一、实验目的 (20)二、预习内容 (20)三、参考元件 (20)四、设计内容及要求 (20)五、原理框图 (21)六、实验报告要求 (21)实验一组合逻辑电路分析一、实验用集成电路引脚图74LS00集成电路74LS00四二输入与非门74LS20集成电路74LS20双四输入与非门二、实验内容实验1（PS.由于multisim 版本不同，符号与实验报告上不安全一致）自拟表格并记录：实验2密码锁开锁的条件是：拨对密码，要是插入锁眼将电源接通，当两个条件同时满足时，开锁信号为“1”，将锁打开。
否则，报警信号为“1”，则接通警铃。
试分析密码锁的密码ABCD 是什么？U1A7400N&U1B7400N&U1C7400N&X15 VXLA1CQ T 1FABCD 接逻辑电平开关。
最简表达式为：X1=AB ’C ’D 密码为： 1001X1X25 V实验二组合逻辑电路（一）半加器和全加器一、实验目的1、熟悉用门电路设计组合电路的原理和方法步骤二．预习内容1、复习用门电路设计组合逻辑电路的原理和方法步骤。
数电实验报告【武大电气】
数字电路实验报告专业:电气工程与自动化实验一：组合逻辑电路分析一．实验目的1．熟悉大体逻辑电路的特点。
2．熟悉各类门的实物元件和元件的利用和线路连接。
3．学会分析电路功能.二．实验原理1．利用单刀双掷开关的双接点，别离连接高电平和低电平，开关的掷点不同，门电路输入的电平也不同。
2．门电路的输出端连接逻辑指示灯，灯亮则输出为高电平，灯灭则输出低电平。
3．依次通过门电路的输入电平与输出电平，分析门电路的逻辑关系和实现的逻辑功能。
三．实验元件1．74LS00D2．74LS20D四．实验内容(1)实验内容一：a.实验电路图：由上述实验电路图接线，在开关A B C D选择不同组合的高低电平时，通过对灯X1亮暗的观察，可得出上图的逻辑真值表。
b、逻辑电路真值表：实验分析：•=AB+CD ，一样，由真值表也能推出此由实验逻辑电路图可知：输出X1=AB CD方程，说明此逻辑电路具有与或功能。
(2)实验内容2：密码锁a.实验电路图：D 接着通过实验，改变A B C D 的电平，观察灯泡亮暗，得出真值表如下： b.真值表：实验分析：由真值表（表）可知：当ABCD为1001时，灯X1亮，灯X2灭；其他情况下，灯X1灭，灯X2亮。
由此可见，该密码锁的密码ABCD为1001.因此，可以取得：X1=ABCD，X2=1X。
五．实验体会：1. 这次实验应该说是比较简单，只用到了两种不同的与非门组成一些大体的逻辑电路。
2. 分析组合逻辑电路时，可以通过逻辑表达式，电路图和真值表之间的彼此转换已抵达实验所要求的目的结果。
3. 咱们组在这次实验进程中出现过连线正确但没出现相应的实验结果的情况。
后经分析发现由于实验器材利用的次数较多，有些器材有所损坏，如一些导线表面是好的，其实内部损坏，因此意识到了连接线路时一是要注意器材的选取，二是在接线前必然注意检查各元件的好坏。
实验二：组合逻辑实验(一)半加器和全加器一．实验目的：熟悉几种元器件所带的门电路，掌握用这些门电路设计一些简单的逻辑组合电路的方式。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告实验一典型系统的时域响应和稳定性分析 (2)一、实验目的 (3)二、实验原理及内容 (3)三、实验现象分析 (5)方法一：matlab程序 (5)方法二：multism仿真 (12)方法三：simulink仿真 (17)实验二线性系统的根轨迹分析 (21)一、确定图3系统的根轨迹的全部特征点和特征线，并绘出根轨迹 (21)二、根据根轨迹图分析系统的闭环稳定性 (22)三、如何通过改造根轨迹来改善系统的品质？ (25)实验三线性系统的频率响应分析 (33)一、绘制图1. 图3系统的奈氏图和伯德图 (33)二、分别根据奈氏图和伯德图分析系统的稳定性 (37)三、在图4中，任取一可使系统稳定的R值，通过实验法得到对应的伯德图，并据此导出系统的传递函数 (38)实验四、磁盘驱动器的读取控制 (41)一、实验原理 (41)二、实验内容及步骤 (41)（一）系统的阶跃响应 (41)（二) 系统动态响应、稳态误差以及扰动能力讨论 (45)1、动态响应 (46)2、稳态误差和扰动能力 (48)（三）引入速度传感器 (51)1. 未加速度传感器时系统性能分析 (51)2、加入速度传感器后的系统性能分析 (59)五、实验总结 (64)实验一典型系统的时域响应和稳定性分析一、 实验目的1．研究二阶系统的特征参量（ξ、ωn ）对过渡过程的影响。
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Routh 判据，用Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、 实验原理及内容1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：见图1图1(2) 对应的模拟电路图图2(3) 理论分析导出系统开环传递函数，开环增益01T K K =。
(4) 实验内容先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R 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，应与理论分析基本吻合。
在此实验中(图2)，s 1T 0=， s T 2.01=，R200K 1= R200K =⇒系统闭环传递函数为：KS S KS S S W n n n 5552)(2222++=++=ωζωω 其中自然振荡角频率：R1010T K 1n ==ω；阻尼比：40R1025n =ω=ζ 2．典型的三阶系统稳定性分析 (1) 结构框图图3(2) 模拟电路图图4(3) 理论分析系统的开环传函为:)1S 5.0)(1S 1.0(S R 500)S (H )S (G ++=(其中R 500K =)，系统的特征方程为:0K 20S 20S 12S 0)S (H )S (G 123=+++⇒=+。
武汉大学《自动控制原理》实验报告材料
2016～2017学年第一学期《自动控制原理》实验报告年级：2014级班号：姓名： He 学号：成绩：教师：实验设备及编号：实验同组人名单：实验地点：电气工程学院自动控制原理实验室实验时间：2016年 10月目录：实验一典型环节的电路模拟 (3)一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验电路图及参数 (3)四、实验分析 (10)五、实验思考题 (10)实验二二阶系统的瞬态响应 (11)一、实验目的 (11)二、实验设备 (11)三、实验电路图及其传递函数 (11)四、实验结果及相应参数 (13)五、实验分析 (15)六、实验思考题 (15)实验五典型环节和系统频率特性的测量 (16)一、实验目的 (16)二、实验设备 (16)三、传递函数.模拟电路图及波特图 (16)四、实验思考题 (21)实验六线性定常系统的串联校正 (23)一、实验目的 (23)二、实验设备 (23)三、实验电路图及其实验结果 (23)四、实验分析 (27)五、实验思考题 (27)实验七单闭环直流调速系统 (28)一、实验目的 (28)二、实验设备 (28)三、PID参数记录表及其对应图像 (28)四、PID控制参数对直流电机运行的影响 (36)实验一典型环节的电路模拟一、实验目的1．熟悉 THKKL-B 型模块化自控原理实验系统及“自控原理软件”的使用；2．熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、实验内容1．设计并组建各典型环节的模拟电路；2．测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响。
三、实验电路图及参数1．比例（P）环节比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。
它的传递函数与方框图分别为：图 1-1 比例环节的模拟电路图中后一个单元为反相器，其中 R0=200k。
当 U i(S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为 K 时的响应曲线如图 1-2 所示。
武大电气电力系统分析综合实验报告(90分精品)
电气工程学院《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告学号：201X******XXX姓名：XXX班级：201X级X班一、实验目的本次实验的内容分为三部分：潮流计算、短路计算和暂态稳定计算。
这三种计算也是电力系统最基础、最重要的三种计算。
潮流计算对应电力系统的稳定运行状态，而短路计算和暂态稳定计算对用电力系统的暂态过程。
通过这次实验，能够让同学们将《电力系统分析》书本的知识和实践联系起来，深入理解三种计算的实现形式，掌握其计算的条件、计算结果，并利用结果分析电力系统的运行状态。
加强同学们独立思考、分析的能力。
同时，也能让同学们数量掌握PSASP软件的操作，在面对电力系统复杂的运行状态时，能够独立地运用PSASP软件进行计算，得到计算结果并进行分析。
这不仅仅使同学们掌握一个将书本知识运用到实际的工具，还能为以后工作时使用PSASP打下坚实的基础。
这次实验还能锻炼同学们的克服困难的能力。
由于是第一次接触PSASP，在实验的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时也会发现了自己的不足之处，通过解决诸多困难和弥补自己的不足，提升自身面对困境的能力。
二、潮流计算2.1实验概述潮流计算的实验内容如下：分别计算常规方式和规划方式下的潮流计算，常规方式用的方法是牛顿-拉夫逊法，而规划方式用的是PQ分解法。
在输入原始数据后，用不同的方式查看潮流计算的结果。
潮流计算的实验步骤如下：①输入电力网络数据。
数据定义要能包括整个电力网络的拓补结构，且要保证数据没有错误。
②方案定义。
在计算时常常有许多种不同的方案，要预先定义不同的方案，确定其包含的数据组，才能得到进行计算。
③潮流计算作业定义。
在定义方案后，需要进行作业定义，至此完成了潮流计算的贮备工作。
④计算并输出结果。
结果的查看方式有报表和图示两种。
利用PSASP进行潮流计算所需要的数据有：①母线数据。
包括母线名、基准电压、区域号、电压上限和下限、单相短路容量和三相短路容量等。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告姓 名班 级学 号指导教师1自动控制原理实验报告（一）一．实验目的1.了解掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式。
2.观察分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。
3.了解掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法及Ⅰ型二阶闭环系统的传递函数标准式。
4.研究Ⅰ型二阶闭环系统的结构参数--无阻尼振荡频率ωn 、阻尼比ξ对过渡过程的影响。
5.掌握欠阻尼Ⅰ型二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标σ%、t p 、t s 的计算。
6.观察和分析Ⅰ型二阶闭环系统在欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的瞬态响应曲线，及在阶跃信号输入时的动态性能指标σ%、t p 值，并与理论计算值作比对。
二．实验过程与结果1.观察比例环节的阶跃响应曲线1.1模拟电路图1.2传递函数(s)G(s)()o i U K U s == 10R K R =1.3单位阶跃响应U(t)K 1.4实验结果1.5实验截图2342.观察惯性环节的阶跃响应曲线2.1模拟电路图2.2传递函数(s)G(s)()1o i U KU s TS ==+10R K R =1T R C =2.3单位阶跃响应0(t)K(1e)tTU-=-2.4实验结果2.5 实验截图5673.观察积分环节的阶跃响应曲线3.1模拟电路图3.2传递函数(s)1G(s)()TS o i U U s ==i 0T =R C3.3单位阶跃响应01(t)i U t T =3.4 实验结果3.5 实验截图89104.观察比例积分环节的阶跃响应曲线4.1模拟电路图4.2传递函数0(s)1(s)(1)(s)i i U G K U T S ==+10K R R =1i T R C=4.3单位阶跃响应1 (t)(1)U K tT=+ 4.4实验结果4.5实验截图1112135.观察比例微分环节的阶跃响应曲线5.1模拟电路图5.2传递函数0(s)1(s)()(s)1i U TSG K U S τ+==+12312(R )D R R T CR R =++3R C τ=120R R K R +=141233(R //R )R D K R +=0.06D D T K sτ=⨯=5.3单位阶跃响应0(t)()U KT t Kδ=+5.4实验结果截图6.观察比例积分微分（PID ）环节的响应曲线6.1模拟电路图156.2传递函数0(s)(s)(s)p p p d i i K U G K K T S U T S ==++123212(R )C d R R T R R =++i 121(R R )C T =+120p R R K R +=1233(R //R )R D K R +=32R C τ= D D T K τ=⨯6.3单位阶跃响应0(t)()p p D p K U K T t K tTδ=++6.4实验观察结果截图16三．实验心得这个实验，收获最多的一点：就是合作。
自动控制原理实验报告
一、实验目的1. 理解自动控制原理的基本概念，掌握自动控制系统的组成和基本工作原理。
2. 熟悉自动控制实验设备，学会使用相关仪器进行实验操作。
3. 通过实验验证自动控制理论在实际系统中的应用，加深对理论知识的理解。
二、实验原理自动控制原理是研究自动控制系统动态过程及其控制规律的科学。
实验主要验证以下原理：1. 线性时不变系统：系统在任意时刻的输入与输出之间关系可用线性方程表示，且系统参数不随时间变化。
2. 稳定性：系统在受到扰动后，能够逐渐恢复到稳定状态。
3. 控制器设计：通过控制器的设计，使系统满足预定的性能指标。
三、实验设备1. 自动控制实验台2. 计算机及控制软件3. 测量仪器（如示波器、信号发生器、数据采集器等）四、实验内容1. 线性时不变系统阶跃响应实验2. 线性时不变系统频率响应实验3. 控制器设计实验五、实验步骤1. 线性时不变系统阶跃响应实验（1）搭建实验电路，连接好相关仪器；（2）设置输入信号为阶跃信号，观察并记录输出信号；（3）分析阶跃响应曲线，计算系统动态性能指标。
2. 线性时不变系统频率响应实验（1）搭建实验电路，连接好相关仪器；（2）设置输入信号为正弦信号，改变频率，观察并记录输出信号；（3）分析频率响应曲线，计算系统频率特性指标。
3. 控制器设计实验（1）根据系统性能指标，选择合适的控制器类型；（2）搭建实验电路，连接好相关仪器；（3）调整控制器参数，观察并记录输出信号；（4）分析控制器效果，验证系统性能指标。
六、实验结果与分析1. 线性时不变系统阶跃响应实验（1）实验结果：绘制阶跃响应曲线，计算系统动态性能指标；（2）分析：与理论值进行对比，验证系统动态性能。
2. 线性时不变系统频率响应实验（1）实验结果：绘制频率响应曲线，计算系统频率特性指标；（2）分析：与理论值进行对比，验证系统频率特性。
3. 控制器设计实验（1）实验结果：调整控制器参数，观察并记录输出信号；（2）分析：验证系统性能指标，评估控制器效果。
《自动控制原理》课程实验报告(范例)
《自动控制原理》课程实验报告姓名： 班级： 学号： 实验时间： 实验成绩： 一、 实验目的：1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
2．通过响应曲线观测特征参量ζ和ωn 对二阶系统性能的影响。
3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。
二、 实验要求：1．根据实验步骤，写出调试好的MATLAB 语言程序，及对应的MATLAB 运算结果。
2．记录各种输出波形，根据实验结果分析参数变化对系统的影响。
3．总结判断闭环系统稳定的方法，说明增益K 对系统稳定性的影响。
三、 实验步骤：1．观察函数step( )函数和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为146473)(2342++++++=s s s s s s s G ，可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。
2．对典型二阶系统2222)(nn ns s s G ωζωω++= 1）分别绘制出ωn =2(rad/s),ζ分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数ζ对系统的影响。
2）绘制出当ζ=0.25，ωn 分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数ωn 对系统的影响。
3．单位负反馈系统的开环模型为)256)(4)(2()(2++++=s s s s Ks G ，试判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K 值范围四、 实验结果与结论时域分析法直接在时间域中对系统进行分析，可以提供系统时间响应的全部信息，具有直观、准确的特点。
为了研究控制系统的时域特性，经常采用瞬态响应（如阶跃响应、脉冲响应和斜坡响应）。
本次实验从分析系统的性能指标出发，给出了在MATLAB 环境下获取系统时域响应和分析系统的动态性能和稳态性能的方法。
1．用MATLAB 求系统的瞬态响应时，将传递函数的分子、分母多项式的系数分别以s 的降幂排列写为两个数组num 、den 。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告摘要：本实验通过对自动控制原理的研究与实践，旨在深入了解自动控制系统的基本原理，以及相关的实验应用。
通过实验的设计与实施，我们在实践中学习了控制系统的结构、传递函数、稳定性、稳态误差等内容，并通过使用PID控制器对物理实验系统进行控制，从而对自动控制系统有了更加深入的理解。
引言：自动控制原理是现代工程控制领域的基础理论之一，在工业、交通、通信等领域都有广泛的应用。
自动控制原理实验是培养学生工程实践能力和动手能力的重要实践环节。
本实验通过对自动控制原理相关实验的设计与实践，让我们深入了解了自动控制系统的基本原理，并通过实际操作对理论知识进行了实际应用。
实验目的：1. 了解自动控制系统的基本结构和原理；2. 学习如何建立传递函数，并分析系统的稳定性；3. 熟悉PID控制器的参数调节方法；4. 掌握如何利用PID控制器对物理实验系统进行控制。
实验原理与方法：1. 实验装置搭建：我们搭建了一个简单的电路系统，包括输入信号源、控制器、执行器和输出传感器。
通过控制器对执行器的控制，实现对输出信号的调节。
2. 传递函数建立：使用系统辨识方法，通过对输入和输出信号的采集，建立系统的传递函数。
经过数据处理和分析，得到系统的传递函数表达式。
3. 稳定性分析：对系统的传递函数进行稳定性分析，包括零极点分析和Nyquist稳定性判据。
根据分析结果，判断系统的稳定性。
4. PID参数调节：根据传递函数和系统要求，使用PID控制器对系统进行调节。
根据实际情况进行参数调节，使得系统的响应达到要求。
实验结果与讨论：我们通过以上方法，成功地建立了控制系统的传递函数，并进行了稳定性分析。
通过对PID控制器参数的调节，使系统的稳态误差达到了要求。
通过实验，我们深刻理解了自动控制系统的基本原理，并学会了如何应用具体方法进行实际操作。
实验结论：通过自动控制原理的实验研究，我们对控制系统的基本原理有了更加深入的了解。
实践中，我们通过搭建实验装置、建立传递函数、进行稳定性分析和PID参数调节等实验操作，使得理论知识得到了更加全面的应用和巩固。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告 The document was finally revised on 2021自动控制原理实验报告实验一、典型环节的时域响应一．实验目的1.熟悉并掌握TD-ACC+（TD-ACS）设备的使用方法及各典型环节模拟控制电路的构成方法。
2.熟悉各种典型环节的理想阶跃曲线和实际阶跃响应曲线。
对比差异、分析原因。
3.了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二．实验设备PC机一台，TD-ACC+（TD-ACS）实验系统一套。
三．实验内容1.比例环节2.积分环节3.比例积分环节4.惯性环节5.比例微分环节6.比例积分微分环节四、实验感想在本次实验后，我了解了典型环节的时域响应方面的知识，并且通过实践，实现了时域响应相关的操作，感受到了实验成功的喜悦。
实验二、线性系统的矫正一、目的要求1．掌握系统校正的方法，重点了解串联校正。
2．根据期望的时域性能指标推导出二阶系统的串联校正环节的传递函数二、仪器设备PC 机一台，TD-ACC+(或 TD-ACS)教学实验系统一套。
三、原理简述所谓校正就是指在使系统特性发生变接方式，可分为：馈回路之内采用的测点之后和放1．原系统的结构框图及性能指标对应的模拟电路图2．期望校正后系统的性能指标3．串联校正环节的理论推导四、实验现象分析校正前：校正后：校正前：校正后：六、实验心得次实验让我进一步熟悉了TD-ACC+实验系统的使用，进一步学习了虚拟仪器，更加深入地学习了自动控制原理，更加牢固地掌握了相关理论知识，激发了我理论学习的兴趣。
实验三、线性系统的频率响应分析一、实验目的1．掌握波特图的绘制方法及由波特图来确定系统开环传函。
2．掌握实验方法测量系统的波特图。
二、实验设备PC机一台，TD-ACC+系列教学实验系统一套。
三、实验原理及内容（一）实验原理1．频率特性当输入正弦信号时，线性系统的稳态响应具有随频率(ω由0变至∞)而变化的特性。
频率响应法的基本思想是：尽管控制系统的输入信号不是正弦函数，而是其它形式的周期函数或非周期函数，但是，实际上的周期信号，都能满足狄利克莱条件，可以用富氏级数展开为各种谐波分量；而非周期信号也可以使用富氏积分表示为连续的频谱函数。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告实验目的，通过本次实验，掌握自动控制原理的基本知识，了解控制系统的结构和工作原理，以及掌握控制系统的设计和调试方法。
实验仪器，本次实验所使用的仪器有PID控制器、执行器、传感器等。
实验原理，自动控制系统是指通过传感器采集被控对象的信息，经过控制器处理后，通过执行器对被控对象进行调节，以达到设定的控制目标。
其中PID控制器是通过比较被控对象的实际值和设定值，计算出误差，并根据比例、积分、微分三个参数来调节执行器输出的控制信号，使被控对象的实际值逐渐趋近设定值的一种控制方式。
实验步骤：1. 将PID控制器与执行器、传感器连接好，并确认连接正确无误。
2. 设置被控对象的设定值，并观察实际值的变化情况。
3. 调节PID控制器的参数，观察被控对象的响应情况，找到最佳的控制参数组合。
4. 对不同类型的被控对象进行实验，比较不同参数组合对控制效果的影响。
实验结果与分析：通过实验我们发现，合适的PID参数组合能够使被控对象的实际值快速稳定地达到设定值，并且对不同类型的被控对象，需要调节的参数组合也有所不同。
在实际工程中，需要根据被控对象的特性和控制要求来选择合适的PID参数，并进行调试和优化。
结论：本次实验使我们进一步了解了自动控制原理，掌握了PID控制器的基本原理和调试方法，对控制系统的设计和调试有了更深入的理解。
同时也认识到在实际工程中，需要根据具体情况来选择合适的控制方法和参数，进行调试和优化，以达到最佳的控制效果。
通过本次实验，我们对自动控制原理有了更深入的认识，对控制系统的设计和调试方法有了更加清晰的理解，相信这对我们今后的学习和工作都将有所帮助。
武大电气电路计算机仿真分析实验报告(90分精品)
电路计算机仿真分析实验报告学院：电气工程学院班级：1X级X班学号：201X302540XXX 姓名：XXX目录实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析 (1)一、实验目的 (1)二、原理与说明 (1)三、实验示例 (1)四、选做实验 (2)五、思考与讨论 (4)六、实验总结 (4)实验二戴维南定理和诺顿定理的仿真 (4)一、实验目的 (4)二、原理与说明 (4)三、实验内容 (4)四、实验步骤 (5)五、思考与讨论 (6)六、实验总结 (7)实验三正弦稳态电路分析和交流扫描分析 (7)一、实验目的 (7)二、原理与说明 (7)三、实验示例 (7)四、选做实验 (8)五、思考与讨论 (9)六、实验总结 (9)实验四一阶动态电路的研究 (9)一、实验目的 (9)二、原理与说明 (10)三、实验示例 (10)四、选做实验 (11)五、思考与讨论 (14)六、实验总结 (15)实验五二阶动态电路的仿真分析 (15)一、实验目的 (15)二、原理与说明 (15)三、实验示例 (16)四、选做实验 (18)五、思考与讨论 (20)六、实验总结 (21)实验六频率特性和谐振的仿真 (21)一、实验目的 (21)二、原理与说明 (21)三、实验示例 (21)四、选做实验 (22)五、思考与讨论 (23)六、实验总结 (24)实验七三相电路的研究 (24)一、实验目的 (24)二、原理与说明 (24)三、实验示例 (24)四、选做实验 (27)五、思考与讨论 (32)六、实验总结 (32)实验一 直流电路工作点分析和直流扫描分析一、 实验目的（1）学习使用Pspice 软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe 窗口的设置和分析的运行过程等。
（2）学习使用Pspice 进行直流工作点的分析和直流扫描的操作步骤。
二、 原理与说明对于电阻电路，可以用直观法（支路电流法、节点电压法、回路电流法）列写电路方程，求解电路中各个电压和电流。
武大电气自动控制原理实验报告(90分精品)
2016~2017学年第一学期《自动控制原理》实验报告年级：201X 班号1X0X姓名：XXX 学号201X******XXX 成绩：教师：实验设备及编号：实验同组人名单：XXX 实验地点：电气工程学院自动控制原理实验室实验时间：2016年10月目录实验一典型环节的电路模拟 (1)一、实验目的 (1)二、实验设备 (1)三、实验内容 (1)四、实验思考题 (12)实验二二阶系统的瞬态响应 (13)一、实验目的 (13)二、实验设备 (13)三、实验内容 (13)四、实验分析 (17)五、实验思考题 (17)实验五典型环节和系统频率特性的测量 (19)一、实验目的 (19)二、实验设备 (19)三、实验内容 (19)四、实验分析 (23)五、实验思考题 (24)实验六线性定常系统的串联校正 (25)一、实验目的 (25)二、实验设备 (25)三、实验内容 (25)四、实验分析 (29)五、实验思考题 (29)实验七单闭环直流调速系统 (31)一、实验目的 (31)二、实验设备 (31)三、实验内容 (31)四、实验分析 (37)实验一 典型环节的电路模拟一、 实验目的1．熟悉 T HKKL-B 型模块化自控原理实验系统及“自控原理软件”的使用。
2．熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟。
3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、 实验设备1．THKKL-B 型模块化自控原理实验系统实验平台，实验模块 C T01。
2．PC 机一台(含上位机软件)。
3．USB 接口线。
三、 实验内容1. 比例（P ）环节根据比例环节的方框图，如图1-1所示，用 C T01 实验模块组建相应的模拟电路，如图1-2所示。
图1-1 比例环节方框图图1-2 比例环节的模拟电路图1-2中后一个单元为反相器，其中0R =200k 。
传递函数为o i U (s)G(s)==K U (s)。
比例系数 K=1 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k 。
武大电气继电保护实验报告(90分精品)
线路距离保护I 段数字仿真实验一． 仿真实验1. 实验预习电力系统线路距离保护的工作原理，接地距离保护与相间距离保护的区别，距离保护的整定。
2. 实验目的仿真电力系统线路故障和距离保护动作。
3. 实验步骤（1） 点击桌面PSCAD 快捷方式或开始菜单的PSCAD 命令进入仿真工作界面; （2） Load 拷给同学们的Relay Pro experiments\ dist_protection ； （3） 打开dist_protection; （4） 认识各个模块作用；a. 双端电源系统如下图：图1线路LINE1和LINE2是被保护线路，点击可看到LINE1线路长度是90km ， LINE2长度是10km ，被保护线路的总长度是100km 。
断路器B1、B2的控制命令是B1、B2，为0时断路器是合上，为1时是断开。
B1的左侧是测量表，可测三相电压和电流瞬时值、三相有功和无功、电压有效值和相位，如下图图2电压、电流命名如下RLCRLC图3b. 故障发生器图4点击’Timed Fault Logic ’, 可设置故障开始时间和故障持续时间；将鼠标放在’Fault Type ’ ControlFault Type 是ControlPanel 元件（右侧有）和的滑动杆上可设置故障类型。
c. B2断路器的控制本仿真例子中未对B2设置保护控制，而是直接‘close ’（鼠标放到旋钮上，光标会变成手型，打到open 就是断开了），如下图，Timed Fault Logic图5d. B1断路器的控制对B1设置的保护如下图图6Vs 、Is 输入到电压、电流计算模块（将鼠标放在左一模块上，会自动显示模块名称：process_signals ），输出依次是各相电压模值VM 、各相电压相位VP 、各相电流模值IM 、各相电流相位IP 、电流各序分量模值IseqM 、电流各序分量相位IseqP 、电压各序分量模值VseqM 、电压各序分量相位VseqP 。
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2016~2017学年第一学期《自动控制原理》实验报告年级：201X 班号1X0X姓名：XXX 学号201X******XXX 成绩：教师：实验设备及编号：实验同组人名单：XXX 实验地点：电气工程学院自动控制原理实验室实验时间：2016年10月目录实验一典型环节的电路模拟 (1)一、实验目的 (1)二、实验设备 (1)三、实验内容 (1)四、实验思考题 (12)实验二二阶系统的瞬态响应 (13)一、实验目的 (13)二、实验设备 (13)三、实验内容 (13)四、实验分析 (17)五、实验思考题 (17)实验五典型环节和系统频率特性的测量 (19)一、实验目的 (19)二、实验设备 (19)三、实验内容 (19)四、实验分析 (23)五、实验思考题 (24)实验六线性定常系统的串联校正 (25)一、实验目的 (25)二、实验设备 (25)三、实验内容 (25)四、实验分析 (29)五、实验思考题 (29)实验七单闭环直流调速系统 (31)一、实验目的 (31)二、实验设备 (31)三、实验内容 (31)四、实验分析 (37)实验一 典型环节的电路模拟一、 实验目的1．熟悉 T HKKL-B 型模块化自控原理实验系统及“自控原理软件”的使用。
2．熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟。
3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、 实验设备1．THKKL-B 型模块化自控原理实验系统实验平台，实验模块 C T01。
2．PC 机一台(含上位机软件)。
3．USB 接口线。
三、 实验内容1. 比例（P ）环节根据比例环节的方框图，如图1-1所示，用 C T01 实验模块组建相应的模拟电路，如图1-2所示。
图1-1 比例环节方框图图1-2 比例环节的模拟电路图1-2中后一个单元为反相器，其中0R =200k 。
传递函数为o i U (s)G(s)==K U (s)。
比例系数 K=1 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k 。
图1-3 比例环节K=1时的单位阶跃响应此时K=1，所以输入和输出曲线重合。
例系数 K=2 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =200k 。
图1-4 比例环节K=2时的单位阶跃响应同理，此时K=2，所以输出曲线时输入曲线的两倍。
所以随着R 1，R 2比值的改变，比例系数K 也在改变，但输出的形式和输入一样，均为定值。
2. 积分（I ）环节根据积分环节的方框图，如图1-4所示，用 C T01 实验模块组建相应的模拟电路，如图 1-5 所示。
图1-5 积分环节方框图图1-6 积分环节的模拟电路图1-6中后一个单元为反相器，其中0R =200k 。
传递函数为o i U (s)1G(s)==U (s)Ts。
积分时间常数 T=1s 时，电路中的参数取：R=100k ，C=10μF （T=RC=100k 10μF=1s ）。
图1-7 积分环节T=1s时的单位阶跃响应积分时间常数T=0.1s时，电路中的参数取：R=100k，C=1μF ）。
（T=RC=100k1μF=0.1s图1-8 积分环节T=0.1s时的单位阶跃响应由于T=0.1，上图直线的斜率更大。
明显比上一个实验陡。
随着RC的改变，积分时间常数改变，且积分时间常数越小，输出值线性变化U=U。
得越快。
当t=T时，o i3.比例积分（PI）环节根据比例积分环节的方框图，如图1-9所示，用C T01 实验模块组建相应的模拟电路，如图1-10 所示。
图1-9 比例积分环节方框图图1-10 比例积分环节的模拟电路图1-10中后一个单元为反相器，其中0R =200k 。
传递函数为o 222i 11112U (s)R Cs+1R R 11G(s)===+=(1+)U (s)R Cs R R Cs R R Cs。
其中2T=R C ，21K=R /R 。
取比例系数 K=1、积分时间常数 T=1s 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k ，C=10μF （212K=R /R =1,T=R C=100k 10μF=1s ⨯）。
图1-11 比例积分环节K=1、T=1s 时的单位阶跃响应取比例系数 K=1、积分时间常数 T=0.1s 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k ，C=1μF (212K=R /R =1,T=R C=100k 1μF=0.1s ⨯)。
图1-12 比例积分环节K=1、T=0.1s 时的单位阶跃响应随着1R 、2R 、C 的改变比例系数和积分时间常数均在改变，输出曲线即在输入输入值比例放大后的基础上，在积分调节的作用下线性增加，且积分时间常数越小，增加得越快。
4. 比例微分（PD ）环节根据比例微分环节的方框图，如图1-13所示，用 C T01 实验模块组建相应的模拟电路，如图 1-14所示。
图1-13 比例微分环节方框图图1-14 比例微分环节的模拟电路图1-14中后一个单元为反相器，其中0R =200k 。
传递函数为o 21i 1U (s)R G(s)==(1+R Cs)=K(1+Ts)U (s)R 。
其中1T=R C ，21K=R /R 。
比例系数 K=1、微分时间常数 T=0.1s 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k ，C=1μF (211K=R /R =1,T=R C=100k 1μF=0.1s ⨯)。
图1-15 比例微分环节K=1、T=0.1s 时的单位阶跃响应一开始输出达到顶点，然后又回到1。
比例系数 K=1、微分时间常数 T=1s 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k ，C=10μF (211K=R /R =1,T=R C=100k 10μF=1s ⨯)。
图1-16 比例微分环节K=1、T=1s 时的单位阶跃响应随着1R 、2R 、C 的改变，比例系数和微分时间常数会改变。
增大微分时间常数T ，输出曲线的幅值会减小。
5. 比例积分微分（PID ）环节根据比例积分微分环节的方框图，如图1-17所示，用 CT01 实验模块组建相应的模拟电路，如图 1-18 所示.图1-17 比例积分微分环节方框图图1-18 比例积分微分环节的模拟电路图1-18中后一个单元为反相器，其中0R =200k 。
传递函数为o 2211p D i I 121122211212U (s)(R C s+1)(R C s+1)1G(s)==K ++T s=U (s)T s R C s R C +R C 1 =++R C s R C R C s。
其中I 12T =R C ，D 21T =R C ，112212R C +R C K=R C 。
比例系数 K=2、积分时间常数 T I =0.1s 、微分时间常数 T D =0.1s 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k ，1C =1μF 、2C =1μF (112212K=(R C +R C )/R C =2，I 12T =R C =100k 1μF=0.1s ⨯，D 21T =R C =100k 1μF=0.1s ⨯)。
图1-19 比例积分微分环节K=2、T I =0.1s 、T D =0.1s 时的单位阶跃响应比例系数 K=1.1、积分时间常数 T I =1s 、微分时间常数 T D =0.1s 时，电路中的参数取： 1R =100k ，2R =100k ，1C =1μF 、2C =10μF (112212K=(R C +R C )/R C =1.1，I 12T =R C =100k 10μF=1s ⨯，D 21T =R C =100k 1μF=0.1s ⨯)。
图1-20 比例积分微分环节K=1.1、T I =1s 、T D =0.1s 时的单位阶跃响应两个实验对比可以看出，积分时间常数增加，输出曲线的响应时间也会增大。
6. 惯性环节根据惯性环节的方框图，如图1-21所示，用 C T01 实验模块组建相应的模拟电路，如图 1-22 所示。
图1-21 惯性环节方框图图1-22 惯性环节的模拟电路图1-22中后一个单元为反相器，其中0R =200k 。
传递函数为o i U (s)K G(s)==U (s)Ts+1。
若比例系数 K=1、时间常数 T=1s 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k，C=10μF (212K=R /R =1,T=R C=100k 10μF=1s ⨯)。
图1-23 惯性环节K=1、T=1s 时的单位阶跃响应若比例系数 K=1、时间常数 T=0.1s 时，电路中的参数取：1R =100k ，2R =100k ，C=1μF (212K=R /R =1,T=R C=100k 1μF=0.1s ⨯)。
图1-23 惯性环节K=1、T=0.1s 时的单位阶跃响应随着1R 、2R 、C 的变化，惯性环节的时间常数，以及比例系数均发生变化。
时间常数增大，相应的响应时间会变小。
四、 实验思考题1．用运放模拟典型环节时，其传递函数是在什么假设条件下近似导出的？（1）假定运放具有理想特性，即满足“虚短”“虚断”特性。
（2）运放的静态量为零，各输入量、输出量和反馈量都可以用瞬时值表示其动态变化。
2．积分环节和惯性环节主要差别是什么？在什么条件下，惯性环节可以近似地视为积分环节？而又在什么条件下，惯性环节可以近似地视为比例环节？惯性环节的特点是：当输入r(t)作阶跃变化时，输出c(t)不能立刻达到稳态值，瞬态输出以指数规律变化。
而积分环节的特点是：当输入为单位阶跃信号时，输出为输入对时间的积分，输出y(t)随时间呈直线增长。
当t 趋于无穷大时，惯性环节可以近似地视为积分环节，当t 趋于0时，惯性环节可以近似地视为比例环节。
3．在积分环节和惯性环节实验中，如何根据单位阶跃响应曲线的波形，确定积分环节和惯性环节的时间常数？在积分环节中，纵坐标K 对应的横坐标就是时间常数T ；在惯性环节中，在起始点作该点的切线，与y=K 相交的点的横坐标就是时间常数T 。
4．为什么实验中实际曲线与理论曲线有一定误差？选择的电子元器，输入输出曲线，不可能像理论那样的线性；再加上元器件都有温度特性曲线，器件参数都有误差；综合起来，实验中实际曲线与理论曲线有一定误差。
5．为什么 PD 实验在稳定状态时曲线有小范围的振荡？PD 环节中的微分环节对偏差敏感，输入的信号有噪声，经过微分后，偏差放大，出现小范围振荡。
实验二 二阶系统的瞬态响应一、 实验目的1．通过实验了解参数ζ(阻尼比)、n ω(阻尼自然频率)的变化对二阶系统动态性能的影响。
2．掌握二阶系统动态性能的测试方法。
二、 实验设备1．THKKL-B 型模块化自控原理实验系统实验平台，实验模块 C T02。