《自动控制原理》实验指导书
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自动控制原理实验指导书
池州学院
机械与电子工程系
目录
实验一、典型线性环节的模拟 (1)
实验二、二阶系统的阶跃响应 (5)
实验三、根轨迹实验 (7)
实验四、频率特性实验 (10)
实验五、控制系统设计与校正实验 ......................................... 错误！未定义书签。实验六、控制系统设计与校正计算机仿真实验...................... 错误！未定义书签。实验七、采样控制系统实验 ..................................................... 错误！未定义书签。实验八、典型非线性环节模拟 ................................................. 错误！未定义书签。实验九、非线性控制系统分析 ................................................. 错误！未定义书签。实验十、非线性系统的相平面法 ............................................. 错误！未定义书签。
实验一、典型线性环节的模拟
一、实验目的：
1、学习典型线性环节的模拟方法。
2、研究电阻、电容参数对典型线性环节阶跃响应的影响。
二、实验设备：
1、XMN-2型实验箱；
2、LZ2系列函数记录仪；
3、万用表。
三、实验内容：
1、比例环节：
r(t)
方块图模拟电路
图中：
i
f
P R
R
K=
分别求取R i=1M，R f=510K，（K P=0.5）；
R i=1M，R f=1M，（K P=1）；
R i=510K，R f=1M，（K P=2）；
时的阶跃响应曲线。
2、积分环节：
r(t)
方块图模拟电路图中：T i=R i C f
分别求取R i=1M，C f=1μ，（T i=1s）；
R i=1M，C f=4.7μ，（T i=4.7s）；）；
R i=1M，C f=10μ，（T i=10.0s）；时的阶跃响应曲线。
3、比例积分环节：
r(t)
方块图模拟电路
图中：
i
f
P R
R
K=；T i=R f C f
分别求取R i=R f=1M，C f=4.7μ，（K P=1，T i=4.7s）；
R i=R f=1M，C f=10μ，（K P=1，T i=10s）；
R i=2M，R f=1M，C
f
=4.7μ，（K P=0.5，T i=4.7s）；
时的阶跃响应曲线。
4、比例微分环节：
r(t)
方块图模拟电路
图中：
i
1
f
P R
R
K
R
+
=；C
R
R
R
R
R
R
T
f
f
d
⋅
+
+
+
=
1
2
f
1
2
1
R
R
；T f=R2C
分别求取R i=R f=R1=R2=1M，C=2μ，（K P=2，T d=3.0s）；
R i=2M，R f=R1=R2=1M，C f=2μ，（K P=1，T d=3.0s）；
R i=2M，R f=R1=R2=1M，C f=4.7μ，（K P=1，T d=7.05s）；时的阶跃响应曲线。
5、比例积分微分环节：
r(t)
方块图模拟电路
图中：
i
1
f
P R
R
K
R
+
=+
f
C
C
R
⋅
+
i
2
1
R
R
；T i=(R f+R1)C f+(R1+R2)C；
()
()()C
R
R
C
R
R
C
C
R
R
R
R
R
R
T
2
1
f
f
1
f
f
2
f
1
2
1
d+
+
+
⋅
+
+
=；T f=R2
C
求取R i=4M，R f=R1=R2=1M，C=C f=4.7μ，（K P=1，T i=18.8s，T d=3.525s）时的阶跃响应曲线。
6、一阶惯性环节：
r(t)
方块图模拟电路
图中：
i
f
P R
R
K=；T=R f C f
分别求取R i=R f=1M，C f=1μ，（K=1，T=1s）；
R i=R f=1M，C f=4.7μ，（K=1，T=4.7s）；
R i=510K，R f=1M，C f=4.7μ，（K=2，T=4.7s）；
时的阶跃响应曲线。
四、实验结果
记录上述实验曲线。
五、实验结果分析