自动控制原理标准实验报告
自动控制原理实验报告
实验报告课程名称：自动控制原理实验项目：典型环节的时域相应实验地点：自动控制实验室实验日期：2017 年 3 月22 日指导教师：乔学工实验一典型环节的时域特性、实验目的1.熟悉并掌握TDN-ACC设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。
2.熟悉各种典型环节的理想阶跃相应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。
、实验设备PC 机一台，TD-ACC+或TD-ACS)实验系统一套。
三、实验原理及内容下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。
1比例环节(P)(1)方框图Ui(S) ----------------- Uo(S)------------- *K --------------------- >U O ISU K⑵传递函数：Ui(S)⑶阶跃响应：U o(t)=K (t _0) 其中K r R i/R。
(4)模拟电路图：⑸ 理想与实际阶跃响应对照曲线:① 取R0 = 200K ; R1 = 100K。
②取R0 = 200K ; R1 = 200K。
比例环节反相器Uo丰Ui(t)1 __________________________Uo (t)Uo XUi(t)1 __________________________Uo(t)⑷模拟电路图(5)理想与实际阶跃响应曲线对照:①取R0 = 200K ； C = 1uF。
理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线Uo 4Uo d h/无穷/ Uo(t)//------------ 1 0V/ Uo (t)1Ui(t)1 /Ui(t)0 0.2 s t 0 0.2 s t②取R0 = 200K ； C = 2uF。
2.积分环节(I)(1)方框图(2)传递函数:⑶阶跃响应:Ui(S)1Uo(S)TSUo (S) 1Ui (S) - TS1Uo(t) =_ t (t >0) T =R)CT其中积分环节反相器+U i(S) +-+U o(S)1⑸理想与实际阶跃响应曲线对照:①取R0 = R1 = 200K ； C = 1uF。
自动控制实验报告(全)
自动控制原理实验报告册院系：班级：学号：姓名：目录实验五采样系统研究 (3)实验六状态反馈与状态观测器 (9)实验七非线性环节对系统动态过程的响应 (14)实验五 采样系统研究一、实验目的1. 了解信号的采样与恢复的原理及其过程，并验证香农定理。
2. 掌握采样系统的瞬态响应与极点分布的对应关系。
3. 掌握最少拍采样系统的设计步骤。
二、实验原理1. 采样：把连续信号转换成离散信号的过程叫采样。
2. 香农定理：如果选择的采样角频率s ω，满足max 2ωω≥s 条件（max ω为连续信号频谱的上限频率），那么经采样所获得的脉冲序列可以通过理想的低通滤波器无失真地恢复原连续信号。
3. 信号的复现：零阶保持器是将采样信号转换成连续信号的元件，是一个低通滤波器。
其传递函数：se Ts--14. 采样系统的极点分布对瞬态响应的影响：Z 平面内的极点分布在单位圆的不同位置，其对应的瞬态分量是不同的。
5. 最小拍无差系统：通常称一个采样周期为一拍，系统过渡过程结束的快慢常采用采样周期来表示，若系统能在最少的采样周期内达到对输入的完全跟踪，则称为最少拍误差系统。
对最小拍系统时间响应的要求是：对于某种典型输入，在各采样时刻上无稳态误差；瞬态响应最快，即过渡过程尽量早结束，其调整时间为有限个采样周期。
从上面的准则出发，确定一个数字控制器，使其满足最小拍无差系统。
三、实验内容1. 通过改变采频率s s s T 5.0,2.0,01.0=，观察在阶跃信号作用下的过渡过程。
被控对象模拟电路及系统结构分别如下图所示：图中，1)(/)()(==z E z U z D ，系统被控对象脉冲传递函数为：T T Ts e z e s s e Z z U z Y z G -----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-==)1(4141)()()( 系统开环脉冲传递函数为：T T w e z e Z G z D z G ----===)1(4)()()(系统闭环脉冲传递函数为：)(1)()(z G z G z w w +=Φ在Z 平面内讨论，当采样周期T 变化时对系统稳定性的影响。
自动控制原理实验报告
实验一典型环节的模拟研究及阶跃响应分析1、比例环节可知比例环节的传递函数为一个常数：当Kp 分别为，1，2时，输入幅值为的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为，，的反向阶跃信号。
实验中，输出信号依次为幅值为，，的反向阶跃信号，相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%.在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。
2、 积分环节积分环节传递函数为：〔1〕T=0.1(0.033)时，C=1μf(0.33μf)，利用MATLAB ，模拟阶跃信号输入下的输出信号如图：与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上时的波形斜率近似为时的三倍，实际上为，在误差允许范围内可认为满足理论条件。
3、 惯性环节惯性环节传递函数为：K = R f /R 1,T = R f C,（1） 保持K = R f /R 1= 1不变，观测秒，秒〔既R 1 = 100K,C = 1μf ，μf 〕时的输出波形。
利用matlab 仿真得到理论波形如下：时t s 〔5%〕理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：〔400-300〕/300=33.3%,读数误差较大。
K 理论值为1，实验值，相对误差为〔〕/2.28=7%与理论值较为接近。
时t s 〔5%〕理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为：〔40-30〕/30=33.3% 由于ts 较小，所以读数时误差较大。
K 理论值为1，实验值，相对误差为〔〕/2.28=7%与理论值较为接近（2） 保持T = R f s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。
K=1时波形即为〔1〕中时波形K=2时，利用matlab 仿真得到如下结果：t s 〔5%〕理论值为300ms,实际测得t s =400ms相对误差为：〔400-300〕/300=33.3% 读数误差较大K 理论值为2，实验值， 相对误差为〔〕/2=5.7%if i o R RU U -=1TS K)s (R )s (C +-=与理论值较为接近。
自动控制原理实验(全面)
自动控制原理实验实验一 典型环节的电模拟及其阶跃响应分析一、实验目的⑴ 熟悉典型环节的电模拟方法。
⑵ 掌握参数变化对动态性能的影响。
二、实验设备⑴ CAE2000系统（主要使用模拟机，模/数转换，微机，打印机等）。
⑵ 数字万用表。
三、实验内容１．比例环节的模拟及其阶跃响应微分方程 )()(t Kr t c -= 传递函数 =)(s G )()(s R s C K -= 负号表示比例器的反相作用。
模拟机排题图如图9-1所示，分别求取K=1，K=2时的阶跃响应曲线，并打印曲线。
图9-1 比例环节排题图 图9-2 积分环节排题图 ２．积分环节的模拟及其阶跃响应微分方程 )()(t r dtt dc T= 传递函数 sKTs s G ==1)(模拟机排题图如图9-2所示，分别求取K=1，K=0.5时的阶跃响应曲线，并打印曲线。
３．一阶惯性环节的模拟及其阶跃响应微分方程 )()()(t Kr t c dtt dc T=+ 传递函数 1)(+=TS KS G模拟机排题图如图３所示，分别求取K=1, T=1; K=1, T=2; K=2, T=2 时的阶跃响应曲线，并打印曲线。
４．二阶系统的模拟及其阶跃响应微分方程 )()()(2)(222t r t c dt t dc T dt t c d T =++ξ传递函数 121)(22++=Ts s T s G ξ2222nn n s s ωξωω++= 画出二阶环节模拟机排题图，并分别求取打印： ⑴ T=1，ξ=0.1、0.5、1时的阶跃响应曲线。
⑵ T=2，ξ=0.5 时的阶跃响应曲线。
四、实验步骤⑴ 接通电源，用万用表将输入阶跃信号调整为2V 。
⑵ 调整相应系数器；按排题图接线，不用的放大器切勿断开反馈回路（接线时，阶跃开关处于关断状态）；将输出信号接至数/模转换通道。
⑶ 检查接线无误后，开启微机、打印机电源；进入CAE2000软件，组态A/D ，运行实时仿真；开启阶跃输入信号开关，显示、打印曲线。
最新自控实验报告实验三
最新自控实验报告实验三实验目的：1. 理解并掌握自控系统的基本原理和工作机制。
2. 学习如何搭建和调试简单的闭环控制系统。
3. 通过实验数据分析，加深对系统稳定性和响应特性的认识。
实验设备：1. 自动控制系统实验台。
2. 直流电机及调速器。
3. 传感器（如光电编码器）。
4. 数据采集卡及计算机。
5. 相关软件（如LabVIEW、MATLAB等）。
实验步骤：1. 按照实验指导书的要求，搭建闭环控制系统，包括电机、传感器和控制器。
2. 使用数据采集卡连接传感器和计算机，确保数据传输无误。
3. 开启实验软件，设置相应的参数，如控制算法（PID）、采样时间等。
4. 进行系统开环测试，记录电机的响应数据。
5. 切换至闭环模式，调整PID参数，进行系统调试，直至达到预期的控制效果。
6. 收集闭环控制下的数据，并进行分析，绘制系统响应曲线。
7. 分析系统的稳定性、过渡过程和稳态误差等性能指标。
实验结果：1. 系统开环测试结果显示，电机响应存在较大的超调和振荡。
2. 闭环控制调试后，系统响应速度加快，超调量减小，振荡减少。
3. 通过调整PID参数，系统达到较快的响应时间和较小的稳态误差。
4. 实验数据表明，所设计的控制系统能有效改善电机的动态和稳态性能。
结论：通过本次实验，我们成功搭建并调试了一个简单的闭环控制系统。
实验结果表明，合理的PID参数设置对于提高系统性能至关重要。
此外，实验过程中我们也加深了对自动控制系统原理的理解，为后续更复杂系统的设计和分析打下了坚实的基础。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告 Final revision on November 26, 2020实验报告课程名称： 自动控制原理 实验项目： 典型环节的时域相应 实验地点： 自动控制实验室实验日期： 2017 年 3 月 22 日 指导教师： 乔学工实验一 典型环节的时域特性一、实验目的1.熟悉并掌握TDN-ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。
2.熟悉各种典型环节的理想阶跃相应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+(或TD-ACS)实验系统一套。
三、实验原理及内容下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。
1．比例环节 (P) (1)方框图 (2)传递函数：K S Ui S Uo =)()((3)阶跃响应：)0()(≥=t K t U O 其中 01/R R K =(4)模拟电路图：(5)理想与实际阶跃响应对照曲线： ① 取R0 = 200K ；R1 = 100K 。
② 取R0 = 200K ；R1 = 200K 。
2．积分环节 (I) (1)方框图(2)传递函数：TSSUiSUo1)()(=(3)阶跃响应：)0(1)(≥=ttTtUo其中CRT=(4)模拟电路图(5) 理想与实际阶跃响应曲线对照：①取R0 = 200K；C = 1uF。
②取R0 = 200K；C = 2uF。
3．比例积分环节 (PI)(1)方框图：(2)传递函数：(3)阶跃响应：(4)模拟电路图：(5)理想与实际阶跃响应曲线对照：①取 R0 = R1 = 200K；C = 1uF。
理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线无穷②取 R0=R1=200K ；C=2uF 。
理想阶跃响应曲线 实测阶跃响应曲线4．惯性环节 (T) (1) 方框图 (2) 传递函数：1)()(+=TS KS Ui S Uo 。
自动控制原理实验报告-西南交通大学课程与资源中心
西南交通大学自动控制原理课程实验报告册
《自动控制原理》课程实验报告(一)
《自动控制原理》课程实验报告(二)
《自动控制原理》课程实验报告(三)
《自动控制原理》课程实验报告(四)
三、思考题
1. 参数在一定范围内取值才能使闭环系统稳定的系统称为条件稳定系统。
对于这类系
统可以通过根轨迹法来确定使系统稳定的参数取值范围，也可以适当调整系统参数或增加校正网络以消除条件稳定性问题。
对于下图所示条件稳定系统：
试问能否通过增加开环零极点消除系统条件稳定性问题，即对于所有根轨迹增益，根轨迹全部位于s左半平面，闭环系统稳定。
《自动控制原理》课程实验报告(五)
《自动控制原理》课程实验报告(六)
《自动控制原理》课程实验报告(七)
《自动控制原理》课程实验报告(八)
《自动控制原理》课程实验报告(九)。
自动控制原理实验报告,DOC
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。
PC三．1.2.3.4.5.6.一12二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化接方式，可分为：串馈回路之内采用的校测点之后和放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校正前：校正后：校正前：校正后：12PC（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。
因此，根据控制系统对正弦输入信号的响应，可推算出系统在任意周期信号或非周期信号作用下的运动情况。
2．线性系统的频率特性系统的正弦稳态响应具有和正弦输入信号的幅值比Φ（jω）和相位差∠Φ（jω）随角频率(ω由0变到∞)变化的特性。
而幅值比Φ（jω）和相位差∠Φ（jω）恰好是函数Φ（jω）的模和幅角。
所以只要把系统的传递函数Φ（s），令s=jω，即可得到Φ（jω）。
我们把Φ（jω）称为系统的频率特性或频率传递函数。
当ω由0到∞变化时，Φ（jω）随频率ω的变化特性成为幅频特性，∠Φ（jω）随频率ω的变化特性称为相频特性。
幅频特性和相频特性结合在一起时称为频率特性。
3．频率特性的表达式(1)(2)(3)幅值不易测量，可将其构成闭环负反馈稳定系统后，通过测量信号源、反馈信号、误差信号的关系，从而推导出对象的开环频率特性。
自动控制原理实验报告(四)
自动控制原理实验报告(4)时间：2013年6月 日 地点： 实验人（签名）： 同组人：实验结果确认及设备验收（签名）：2013年6月 日1 实验名称：线性系统的频域分析 1) 一阶惯性环节的频率特性曲线 2) 二阶开环系统的频率特性曲线2 实验目的：1) 了解和掌握一阶惯性环节的对数幅频特性)(ωL 和相频特性)(ωϕ，实频特性)Re(ω和虚频特性)Im(ω的计算。
2) 了解和掌握一阶惯性环节的转折频率ω的计算，及惯性时间常数对转折频率的影响。
3) 了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）、幅相曲线（奈奎斯特图）的构造及绘制方法。
4) 研究表征系统稳定程度的相位裕度γ和幅值穿越频率cω对系统的影响。
5) 了解和掌握欠阻尼二阶开环系统中的相位裕度γ和幅值穿越频率cω的计算。
6) 观察和分析欠阻尼二阶开环系统波德图中的相位裕度γ和幅值穿越频率ωc与计算值作比对。
3 实验内容：一阶惯性环节的频率特性曲线惯性环节的频率特性测试电路见图3-2-1，改变被测系统的各项电路参数，画出其系统模拟电路图，及频率特性曲线，並计算和测量其转折频率，填入实验报告。
一阶惯性环节的转折频率：T/1ω=图3-2-1 惯性环节的频率特性测试电路图3-2-1电路的增益K=1，惯性时间常数T=0.1，转折频率：s/ω=T1rad.0/1=二阶开环系统的频率特性曲线频率特性测试电路如图3-2-2所示，其中惯性环节（A3单元）的R用元件库A11中可变电阻取代。
1．被测系统模拟电路图的构成如图3-2-2所示（同二阶闭环系统频率特性测试构成），测试ω、相位裕度γ。
其幅值穿越频率c2．改变被测系统的各项电路参数，画出其系统模拟电路图，及开环频率特性曲线，並计算ω、相位裕度γ，填入实验报告。
和测量其幅值穿越频率c4 实验步骤：1)根据原理图构造实验电路，检查完好后开电源开始实验。
2)观察和测量输入和输出波形图。
3)将所测得的数据填入实验数据表中。
实验报告-自动控制原理
实验报告
班级
姓名
学号
所属课程
《现代电气控制技术》
课时
2
实践环节
实验2二阶系统阶跃响应
地点
实字4#318
所需设备
电脑、工具箱
一、实验目的
1.研究二阶系统的特征参数，阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn对系统动态性能的影响，定量分析ζ和ωn与最大超调量σp和调节时间ts之间的关系。
2.进一步学习实验系统的使用。
说明：特征参数为比例增益K和微分时间常数T。
1)R2=R1=100KΩ, C2=0.01µF，C1=1µF；特征参数实际值：K=______，T=________。
波形如下所示：
2)R2=R1=100KΩ, C2=0.01µF，C1=0.1µF；特征参数实际值：K= 1，T=0.01。
波形如下所示：
________________________________________________________________________________
② R2=100KΩ，ζ=R2/2R1=_____________
响应曲线：
③ R2=0KΩ，ζ=R2/2R1=____________
响应曲线：
③ R2=200KΩ，ζ=R2/2R1=________，
响应曲线：
〖分析〗________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________④ R2=240KΩ，ζ=R2/2R1=_________，
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 典型环节及其阶跃响应 二阶系统阶跃响应 连续系统串联校正
自动控制原理实验报告班级：自动化0906班学生: 伍振希（09213052）张小维（合作）任课教师：苗宇老师目录实验一典型环节及其阶跃响应 (1)一、实验目的 (1)二、实验仪器 (1)三、实验原理 (1)四、实验内容 (1)五、实验步骤 (2)六、实验结果 (3)实验二二阶系统阶跃响应 (6)一、实验目的 (6)二、实验仪器 (6)三、实验原理 (6)四、实验内容 (6)五、实验步骤 (7)六、实验结果 (7)实验三连续系统串联校正 (13)一、实验目的 (13)二、实验仪器 (13)三、实验内容 (13)四、实验步骤 (15)五、实验结果 (15)实验一典型环节及其阶跃响应一、实验目的1. 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。
2. 掌握控制系统时域性能指标的测量方法。
二、实验仪器1．EL-AT-III型自动控制系统实验箱一台2．计算机一台三、实验原理1．模拟实验的基本原理：控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。
再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。
若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。
四、实验内容构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：1.比例环节的模拟电路及其传递函数如图1-1。
G（S）= R2/R12.惯性环节的模拟电路及其传递函数如图1-2。
G（S）= - K/TS+1K=R2/R1，T=R2C3.积分环节的模拟电路及传递函数如图1-3。
G（S）=1/TST=RC4.微分环节的模拟电路及传递函数如图1-4。
G（S）= - RCS5.比例微分环节的模拟电路及传递函数如图1-5（未标明的C=0.01uf）。
G（S）= -K（TS+1）K=R2/R1，T=R1C五、实验步骤1.启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。
自动控制实验报告1
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y自动控制理论实验报告实验一典型环节的时域响应院系：电气学院班级：0806152学号：1080610402姓名：吴学金哈尔滨工业大学实验一 典型环节的时域响应一、 实验目的1．掌握典型环节模拟电路的构成方法，传递函数及输出时域函数的表达式。
2．熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。
3．了解各项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+教学实验系统一套。
三、 实验步骤1、按图1-2比例环节的模拟电路图将线接好。
检查无误后开启设备电源。
注：图中运算放大器的正相输入端已经对地接了100k 电阻。
不需再接。
2、将信号源单元的“ST ”端插针与“S ”端插针用“短路块”接好。
将信号形式开关设为“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT ”端输出的方波幅值为1V ，周期为10s 左右。
3、将方波信号加至比例环节的输入端R(t)， 用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别监测模拟电路的输入R(t)端和输出C(t)端。
记录实验波形及结果。
4、用同样的方法分别得出积分环节、比例积分环节、惯性环节对阶跃信号的实际响应曲线。
5、再将各环节实验数据改为如下：比例环节：；，k R k R 20020010== 积分环节：；，u C k R 22000==比例环节：；，，u C k R k R 220010010=== 惯性环节：。
，u C k R R 220010=== 用同样的步骤方法重复一遍。
四、 实验原理、内容、记录曲线及分析下面列出了各典型环节的结构框图、传递函数、阶跃响应、模拟电路、记录曲线及理论分析。
1．比例环节 (1) 结构框图：图1－1 比例环节的结构框图(2) 传递函数：K S R S C =)()( KR(S)C(S)(3) 阶跃响应：C(t = K ( t ≥0 ) 其中K = R 1 / R 0 (4) 模拟电路：图1－2 比例环节的模拟电路图(5)记录曲线：(6)k R k R 20020010==，时的记录曲线：_R0=200kR1=100k_ 10K10KC(t)反相器 比例环节 R(t)(7)曲线分析：比例放大倍数K 与1R 的阻值成正比。
自动控制原理实验报告.
电子科技大学自动化工程学院标准实验报告课程名称：自动控制原理学生姓名：学生学号：指导教师：实验项目名称：系统认识与系统测试一、实验目的：1、了解旋转式倒立摆系统的系统构成，并掌握其使用方法；2、 了解随动系统的系统构成，并掌握其使用方法。
3、 了解实验安全及注意事项4、 了解开环系统的工作状态，掌握闭环系统反馈极性的判别方法及其影响。
5、掌握系统相关数据的测试方法。
二、实验器材：XZ-IIC 型实验仪、计算机、自动控制原理实验仪、万用表三、实验原理： 1、实验原理图:被测试系统是指：由控制部分，电动机，反馈电位器组成的部分。
2、实验电路图：自动控制原理实验仪被测试系四、实验内容：1、 测试输入(外部、计算机)信号与输出角度信号之间的关系（曲线）。
2 、测试反馈电位器的输出电压与角度信号之间的关系（曲线）。
五、实验步骤：1、 将系统接为单位负反馈系统，适当选取K 值(约等于3)。
2、 在-5V －+5V 范围内 间隔0.5V 调整R 的输出电压(用万用表监测)，读出对应的输出角度值(可用计算机读出)。
3、 断开系统输入，用手转动电机，在-150°－+150°间每隔10°选取一测试值用万用表监测反馈电位器的输出电压并作好记录。
(用计算机监测给定角度)六、实验数据及处理：(1)、计算机的给定电压与系统输出角度的关系：○1、实验电压与输出角度记录表：电压 -4.0 -3.5 -3.0 2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.50 角度 电压 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 角度○2、Matlab 拟合给定电压与系统输出角度的关系曲线：-5V5V反馈电位器被测试系统自动控制原理实验仪KR横轴：计算机的给定电压纵轴：系统输出角度斜率：35.9324 纵轴截距：-0.3294（2）、系统输出角度与反馈电压间的关系：○1、系统输出角度与反馈电压间记录表：角度-150 -140 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 电压角度-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 电压角度70 80 90 100 110 120 130 140 150电压○2、Matlab拟合系统输出角度与反馈电压间的关系曲线：横轴：系统输出角度纵轴：反馈电压斜率：0.0282 纵轴截距：0.0503- 七、实验结论：八、总结及心得体会：九、对本实验过程及方法、手段的改进建议：实验项目名称： 随动系统的时域特性分析一、实验目的：1、了解系统时域分析方法2、分析并掌握前向增益、反馈增益对系统动态性能的影响，并观察对稳态控制精度的影响。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告实验报告：自动控制原理一、实验目的本次实验的目的是通过设计并搭建一个简单的自动控制系统，了解自动控制的基本原理和方法，并通过实际测试和数据分析来验证实验结果。
二、实验装置和仪器1. Arduino UNO开发板2.电机驱动模块3.直流电机4.旋转角度传感器5.杜邦线6.电源适配器三、实验原理四、实验步骤1. 将Arduino UNO开发板与电机驱动模块、旋转角度传感器和直流电机进行连接。
2. 编写Arduino代码，设置电机的控制逻辑和旋转角度的反馈机制。
3. 将编写好的代码上传至Arduino UNO开发板。
4.将电源适配器连接至系统，确保实验装置正常供电。
5.启动实验系统并观察电机的转动情况。
6.记录电机的转动角度和实际目标角度的差异，并进行数据分析。
五、实验结果和数据分析在实际操作中，我们设置了电机的目标转动角度为90度，待实验系统运行后，我们发现电机实际转动角度与目标角度存在一定的差异。
通过对数据的分析，我们发现该差异主要由以下几个方面导致：1.电机驱动模块的响应速度存在一定的延迟，导致电机在到达目标角度时出现一定的误差。
2.旋转角度传感器的精度有限，无法完全准确地测量电机的实际转动角度。
这也是导致实际转动角度与目标角度存在差异的一个重要原因。
3.电源适配器的稳定性对电机的转动精度也有一定的影响。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了自动控制的基本原理和方法，并通过实际测试和数据分析了解了自动控制系统的运行情况。
同时，我们也发现了实际系统与理论预期之间存在的一些差异，这些差异主要由电机驱动模块和旋转角度传感器等因素引起。
为了提高自动控制系统的精度，我们需要不断优化和改进这些因素，并进行相应的校准和调试。
实验的结果也提醒我们，在实际应用中，需要考虑各种因素的影响，以确保自动控制系统的可靠性和准确性。
上海理工自动控制原理实验报告
上海理工自动控制原理实验报告实验报告：上海理工自动控制原理实验一、实验目的本实验旨在通过自动控制原理的实验，加深对自动控制原理的理解。
通过实际操控控制器和执行器，掌握自动控制系统的建模、调节与稳定等基本知识。
二、实验设备和原理本实验采用上海理工自动控制实验设备，其中包括一个闭环控制系统，由温度传感器、PID控制器和加热器组成。
PID控制器通过对温度传感器采集到的温度信号进行处理，并控制加热器的输出功率，以使温度达到设定值。
实验原理：PID控制器的输入是误差（设定值与实际值之差），通过调节比例、积分和微分三个参数对误差进行处理，计算出控制器的输出。
三、实验步骤1.将温度传感器与PID控制器和加热器连接好，并打开设备电源。
2.根据实验需求，设定温度的目标值。
3.将PID控制器设定为自动模式，并将自动手动开关选择为“自动”。
4.开始实验，观察实际温度是否能够稳定在设定值附近。
四、实验结果与分析在实验中，我们设定了一个目标温度值，并将PID控制器调节为自动模式。
经过一段时间的调节，我们发现实际温度可以稳定在设定温度附近。
通过实验结果的观察，我们可以总结出以下几点：1.比例参数对控制系统的响应速度和稳定性有较大影响，如果比例参数设置过大，可能会导致系统出现过调和震荡；如果设置过小，则系统的响应速度较慢。
2.积分参数用于消除系统的稳态误差，如果积分参数设置过大，有可能会引起系统的超调现象；如果设置过小，则稳态误差无法完全消除。
3.微分参数用于预测系统的未来变化趋势，以提高系统的控制能力。
过大的微分参数可能会引起系统不稳定，过小则无法有效地抑制系统的震荡。
根据实验结果，我们可以调整PID控制器的参数，以使得系统的响应速度更快、稳定性更高，并能够满足实际的控制需求。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了自动控制原理，并学会了如何调节PID控制器的参数以满足实际控制需求。
实验结果表明，通过合理调整PID控制器的参数，可以使得控制系统的响应速度更快、稳定性更高，从而保证实际控制的效果。
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电子科技大学自动化工程学院标准实验报告（实验）课程名称自动控制原理电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：陈音学学号：2014070902029 指导教师：实验地点：C2 507 实验时间：实验室名称：实验项目名称：系统认识与系统测试实验学时：4实验原理：实验原理图如下：被测试系统是指：由控制部分，电动机，反馈电位器组成的部分。
在该实验中要求：1 测试输入(外部、计算机)信号与输出角度信号之间的关系（曲线）。
实验电路图实验目的：1了解开环系统的工作状态，掌握闭环系统反馈极性的判别方法及其影响。
2 掌握系统相关数据的测试方法。
实验内容：1 测试输入(外部、计算机)信号与输出角度信号之间的关系（曲线）。
2 测试反馈电位器的输出电压与角度信号之间的关系（曲线）。
实验器材：XZ-IIC型实验仪计算机自动控制原理实验仪万用表实验步骤：1 将系统接为单位负反馈系统，适当选取K值(约等于3)。
2 在-5V－+5V范围内间隔0.5V调整R的输出电压(用万用表监测)，读出对应的输出角度值(可用计算机读出)。
3 断开系统输入，用手转动电机，在-150°－+150°间每隔10°选取一测试值用万用表监测反馈电位器的输出电压并作好记录。
(用计算机监测给定角度)实验数据及结果分析：实验机号20054409计算机的给定电压与系统输出角度的关系：给定电压 -3-2.5-2-1.5-1-0.500.51 1.5 2.03 2.53输出角度 -110-90.4-77.2-53.9-39.4-2201735.555.567.890.4107.6横轴－计算机的给定电压纵轴－系统输出角度系统输出角度与反馈电压间的关系：输出角度-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60反馈电压-4.29-4-3.71-3.42-3.087-2.801-2.51-2.29-1.94-1.658-50-40-30-20-1001020304050 -1.366-1.085-0.8-0.52-0.23300.3460.6280.915 1.196 1.483607080901001101201301.772.052 2.338 2.628 2.9133.201 3.824.11横轴－系统输出角度纵轴－反馈电压外部输入电压与系统输出角度的关系：外部输入电压 -3-2.5-2-1.5-1-0.500.51 1.52 2.53输出角度 -115-86-76-48-36-2001636536885107横轴－外部输入电压纵轴－输出角度实验结论：：报告评分：指导教师签字：实验项目名称：随动系统的时域特性分析实验学时：2实验原理：图21 实验系统方块图该实验主要研究系统前向增益K与系统反馈增益H的变化，对系统时域指标的影响。
由于本系统负载摆杆有一限位挡杆，不能连续转动，不宜做系统开环实验，故只做闭环实验。
1）系统前向增益K与系统性能的关系系统输入为单位阶跃信号(refi=1v)，先固定反馈增益H为1，设置不同前向增益K=0.3，0.5, 1, 1.5 , 2 , 2.5 , 3（前向增益K首次设置为1），观察并记录其不同的输出响应曲线。
并注意观察对稳态控制精度的影响。
2）系统反馈增益H与系统性能的关系系统输入为单位阶跃信号(refi=1v)，先固定前向增益K为1，设置不同反馈增益H=0.5, 1, 1.5 , 2 , 2.5 , 3（反馈增益H首次设置为1），观察记录其输出响应曲线。
并注意观察稳态值及对稳态控制精度的影响。
实验目的：了解系统频域分析方法。
分析并掌握前向增益和反馈增益对系统稳定性的影响，并观察对稳态控制精度的影响。
实验内容：1设置不同前向增益K=0.3，0.5, 1, 1.5 , 2 , 2.5 , 3（前向增益K 首次设置为1），观察并记录其不同的输出响应曲线2设置不同反馈增益H=0.5, 1, 1.5 , 2 , 2.5 , 3（反馈增益H首次设置为1），观察记录其输出响应曲线。
实验器材（设备、元器件）：XZ-IIC型实验仪计算机 (或自动控制原理实验仪、示波器、万用表)实验步骤：1.首先打开DSP.EXE文件，得到PC操作界面；2.接着点击菜单项“文件（F）”—“设置（S）”,或者第二个快捷键得到设置对话框“ESPSetting”,选择其运行模式为“控制模式”，点击“OK”按扭；3. 然后点击菜单项“实验（E）”—“2：随动系统的稳定性分析”，随之出现的“随动系统的稳定性分析”参数设置对话框（如图22）中有三个参数可供选择：参考输入REFI、前向增益K和反馈增益H，设置好参数后点击“OK”按扭；实验数据及结果分析：实验机号20054409k=0.3 h=1 稳态值：44.5 ，46.9 ，47.9k=0.5 h=1 稳态值：35.8 ，35.7 ，35.8k=1 h=1 稳态值：34.1，34.4，34.8k=1.5 h=1 稳态值：35.1 ，35.0 ，35.0k=2 h=1k=3 h=1h=0.5 k=1 稳态值：77.2 ，75.9 ，75.2h=1.5 k=1 稳态值：24.3 ，24.2 ，24.0h=2 k=1 稳态值：18.2 ，17.5 ，16.8h=2.5 k=1 稳态值：14.9 ，14.2 ，14.8h=3 k=1实验结论：1报告评分：指导教师签字：实验项目名称：随动系统的频率特性测试及分析实验学时：4实验原理：系统原理图如下，图25 实验原理简图固定反馈增益H为1，由先验知识可以知道，此随动系统具有低通特性，且频带较窄。
实验时：输入信号采用正弦信号，频率从0.1Hz到6.0Hz（不同的电机可能会有较小的差异）开始时每隔0.1Hz变化，2.0HZ后间隔可增大，选择适当的输入信号的幅值，只要计算输出与输入信号的幅值之比即可。
记录输入、输出信号幅值比及相应的频率，从而分析其幅频特性。
实验目的：1．了解系统频域分析方法；了解系统频域指标与时域指标的关系。
2．掌握系统频率特性的测试方法,进一步理解频率特性的物理意义；3．根据闭环幅频特性求出被测系统相应的开环传递函数。
实验内容：1．记录在不同频率下系统的输入，输出数据。
2．作出闭环系统的幅频特图，并分析求得其相应的传递函数(等效为二阶系统)。
3．实验时应如何选择实验频率及频率间隔?实验器材（设备、元器件）：XZ-IIC型实验仪计算机(或自动控制原理实验仪、示波器、信号发生器)。
实验步骤：1 首先打开DSP.EXE文件，得到PC操作界面；2 接着点击菜单项“文件（F）”—“设置（S）”,或者第二个快捷键得到设置对话框“ESP Setting”,选择其运行模式为“控制模式”，点击“OK”按扭；3 然后点击菜单项“实验（E）”—“4：随动系统的频率特性及分析”，随之出现的“随动系统的频率特性及分析”参数设置对话框（如图26）中有两个参数可供选择：正弦输入信号的幅值A和角频率w，选择好参数后点击“OK”按扭；图26 随动系统的频率特性及分析参数设置4 点击菜单项“文件（F）”—“开始（K）”或者第一个快捷键，开始实验；5 如需进行多次实验重复上述(3)、(4)步骤即可。
实验数据及结果分析：实验机号20054409输入电压=0.5sin(ωt) 与输出角度间的关系：角频率 0.10.20.30.40.50.60.70.80.918 17 16 18 15 16 16.5 17.5 1615 16 17 15 18 17 16.5 15.5 17输出角度平均值 16.516.516.516.516.516.516.516.516.5频率 0.628 1.256 1.884 2.512 3.14 3.768 4.396 5.024 5.6521 1.52 2.53 3.5 3.6 3.7 3.81815202532283030351515152018252528.53016.51517.522.52526.527.529.2532.56.289.4212.5615.718.8421.9822.60823.23623.8643.8 3.944.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.63537405060110140130115303235425810014012511032.534.537.54659105140127.5112.523.86424.49225.1225.74826.37627.00427.63228.2628.8884.7 4.8 4.955.56781008075655035201595 75 65 60 40 25 15 10 97.5 77.5 70 62.5 45 30 17.5 12.5 29.516 30.144 30.772 31.4 34.54 37.68 43.96 50.24曲线图如下：由实验数据并结合实验二的结果可得： Amax=4; A(0)≈0.5; ωn ≈8 根据公式 Mr=Amax/A(0); ξ=22^111Mr -- 可求得ξ=0.0707所求二阶系统为 G(s)=6413.12^64++S S其对应的开环益传递函数为)13.1(64+S S报告评分：指导教师签字：实验项目名称：随动系统的PID 校正实验学时：2 实验原理：图27 实验系统结构简图该实验主要观察PID 校正网络各参数变化，对系统时域指标的影响，了解其作用规律。
所加校正网络为：ST ST K2111++T 1为微分环节时间常数 T 2为一阶积分环节时间常数 观察校正网络参数变化对系统性能的影响。
实验中参数选取如下：k=1 ；T 2=0.0167 分别取T 1=0.01，0.05，0.1，1 k=1 ；T 1=0.1 分别取T 2=0.001，0.01，0.167，1.67 记录系统的输出曲线、超调量、调节时间Ts 。
实验目的：1．了解线性系统最常用的校正方法。
2．了解PID 校正网络参数变化对系统的影响。
3．掌握校正的概念，了解其PID 校正对系统时域指标的作用规律。
实验内容：1．记录系统不同结构参数校正下对应的输出响应曲线；2．分析不同的校正参数对系统各项性能指标的影响；实验器材（设备、元器件）：XZ-IIC型实验仪计算机(或自动控制原理实验仪、示波器、万用表)实验步骤：1.首先打开DSP.EXE文件，得到PC操作界面；2.接着点击菜单项“文件（F）”—“设置（S）”,或者第二个快捷键得到设置对话框“ESP Setting”,选择其运行模式为“控制模式”，点击“OK”按扭；3.然后点击菜单项“实验（E）”—“5：随动系统的校正”，随之出现的“随动系统的校正”参数设置对话框（如图28）中有四个参数可供选择：参考输入REFI和前向增益K，及两个校正环节参数T1和T2，设置好参数数值后点击“OK”按扭；图28 随动系统的校正参数设置对话框4.点击菜单项“文件（F）”—“开始（K）”或者第一个快捷键，从而开始实验；5. 如需进行多次实验,重复上述(3)、(4)步骤即可。