自控实验报告----频率响应测试

自动控制原理实验报告（II）
一、实验名称：频率响应测试
二、画出系统模拟运算电路图，并标出电阻、电容的取值
1、模拟电路图
各电阻、电容取值：
R1=100KΩ R2=1MΩ R3=1MΩ R4=1MΩ
C1=0.1μF C2=0.1μF
2、系统结构图
系统理论传递函数为：
R=100KΩ时G(s)=100
s2+10s+100
R=200KΩ时G(s)=200
s2+10s+200
三、画出两组李沙育图形
图表 1 R=100KΩ w=9.5rad/s
图表 2 R=200KΩ w=13.5rad/s
四、实验数据记录表格
五、根据实验数据计算两种系统的传递函数的参数并确定传递函数
1、R=100KΩ时取第五组数据：
由ω=9.5rad/s 时相角Ψ= 90°，所以有ωn=ω=9.5rad/s 又
M=A c
A r =1
2ξ
= 1.025
ξ=0.4878 故，系统传递函数为:
G(s)= ωn 2
S2+2ξω
n S+ω
n
2
=90.25
S2+9.76S+90.25
2、R=200KΩ时取第五组数据：
由ω=13.5rad/s 时相角Ψ= 90°，所以有ωn=ω=13.5rad/s 又
M=A c
A r =1
2ξ
= 1.44
ξ=0.3472 故，系统传递函数为:
G(s)= ωn 2
S2+2ξω
n S+ω
n
2
=182.25
S2+6.9S+182.25
六、误差分析
1、R=100KΩ时ξ的误差为ξ%=0.4878−0.5
0.5
×100%=−2.44%
2、R=200KΩ时ξ的误差为ξ%=0.3472−0.5
0.5×100%=−30.56%
从误差数据可以看出，相对误差值较小，在实验允许误差范围内，分析可知，误差来源有以下原因：温度引起电阻值的变化；接触部分接触电阻的影响；取点精确度影响等因素造成的扰动误差。