《自动控制原理》实验指导书

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