自控实验报告3_频率特性测试_lbs_v2.0

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自动控制原理的实训报告

一、实训目的本次实训旨在通过实际操作和实验，加深对自动控制原理的理解，掌握控制系统分析和设计的基本方法，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。

通过实训，使学生能够：1. 理解自动控制系统的基本组成和原理；2. 掌握典型控制系统的时域响应和频域响应分析方法；3. 学会使用实验设备进行控制系统实验，并能够分析实验结果；4. 培养团队协作和沟通能力。

二、实训仪器与设备1. 自动控制原理实验台；2. 信号发生器；3. 数据采集器；4. 计算机；5. 控制系统模拟软件。

三、实训内容1. 控制系统结构分析通过实验台搭建一个典型的控制系统，分析其结构，包括各个环节的功能和相互关系。

2. 时域响应实验对搭建的控制系统进行阶跃响应实验，记录并分析系统的输出波形，计算超调量、上升时间、调节时间等性能指标。

3. 频域响应实验对搭建的控制系统进行频率特性实验，记录并分析系统的幅频特性、相频特性，绘制Bode图。

4. 控制系统设计根据实验结果，对控制系统进行设计，包括PID参数整定、控制器设计等。

四、实验过程1. 搭建控制系统根据实验要求，搭建一个典型的控制系统，包括控制器、执行器、被控对象等环节。

2. 进行阶跃响应实验使用信号发生器产生阶跃信号，输入到控制系统中，记录输出波形，并计算超调量、上升时间、调节时间等性能指标。

3. 进行频率特性实验使用信号发生器产生不同频率的正弦信号，输入到控制系统中，记录输出波形，并绘制Bode图。

4. 控制系统设计根据实验结果，对控制系统进行设计，包括PID参数整定、控制器设计等。

五、实验结果与分析1. 阶跃响应实验通过阶跃响应实验，可以分析系统的稳定性和动态性能。

例如，超调量反映了系统的振荡程度，上升时间反映了系统的响应速度，调节时间反映了系统达到稳态所需的时间。

2. 频率特性实验通过频率特性实验，可以分析系统的频率响应特性。

例如，幅频特性反映了系统对不同频率信号的放大倍数，相频特性反映了系统对不同频率信号的相位延迟。

自动控制频率特性测试实验报告

自动控制频率特性测试实验报告1. 引言在现代自动控制系统中，频率特性是一个重要的参数，对于系统的稳定性和性能起着决定性的作用。

频率特性测试实验旨在评估自动控制系统的频率响应，并分析系统在不同频率下的性能。

本实验报告将介绍自动控制频率特性测试实验的目的、实验器材、实验步骤和实验结果分析。

2. 实验目的本实验的主要目的是通过频率响应测试，评估自动控制系统的频率特性以及系统在不同频率下的性能。

具体目标包括：1.测试系统的幅频特性，即系统的增益与频率之间的关系；2.测试系统的相频特性，即系统的相移与频率之间的关系；3.分析系统的频率特性对系统的稳定性和性能的影响。

3. 实验器材本实验所需的器材包括：•信号发生器：用于产生不同频率的输入信号；•可变增益放大器：用于控制输入信号的幅度；•相位巡迥器：用于调节输入信号的相位；•示波器：用于观测输入信号和输出信号；•自动控制系统：接受输入信号并提供相应的控制输出。

4. 实验步骤4.1 准备工作1.确保实验器材连接正确，信号发生器连接到自动控制系统的输入端，示波器连接到自动控制系统的输出端。

2.将可变增益放大器和相位巡迥器分别接入信号发生器的输出端，用于调节输入信号的幅度和相位。

4.2 测试幅频特性1.设置信号发生器的频率为起始频率，将幅度设置为合适的值。

2.将相位巡迥器的相位设置为零，确保输入信号的相位与输出信号相位一致。

3.记录输入信号和输出信号的幅度，并计算增益。

4.逐渐增加信号发生器的频率，重复步骤3，直到达到结束频率。

4.3 测试相频特性1.设置信号发生器的频率为起始频率，将幅度和相位设置为合适的值。

2.记录输入信号和输出信号的相位差，并计算相移。

3.逐渐增加信号发生器的频率，重复步骤2，直到达到结束频率。

4.4 结果记录与分析1.将实验得到的数据记录下来，包括输入信号频率、幅度、输出信号频率、幅度、相位差等。

2.绘制幅频特性曲线图，分析系统的增益随频率变化的规律。

系统频率特性的测试实验报告

东南大学自动化学院课程名称：自动控制原理实验实验名称:系统频率特性的测试姓名:学号：专业：实验室：实验时间：2013年11月22日同组人员：评定成绩：审阅教师：一、实验目的:（1)明确测量幅频和相频特性曲线的意义；（2)掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法；（3）利用幅频曲线求出系统的传递函数；二、实验原理：在设计控制系统时，首先要建立系统的数学模型,而建立系统的数学模型是控制系统设计的重点和难点.如果系统的各个部分都可以拆开，每个物理参数能独立得到,并能用物理公式来表达,这属机理建模方式，通常教材中用的是机理建模方式。

如果系统的各个部分无法拆开或不能测量具体的物理量，不能用准确完整的物理关系式表达，真实系统往往是这样。

比如“黑盒”，那只能用二端口网络纯的实验方法来建立系统的数学模型，实验建模有多种方法.此次实验采用开环频率特性测试方法,确定系统传递函数。

准确的系统建模是很困难的,要用反复多次，模型还不一定建准。

另外，利用系统的频率特性可用来分析和设计控制系统，用Bode 图设计控制系统就是其中一种。

幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比，即)()(ωωio U U A =.测幅频特性时,改变正弦信号源的频率，测出输入信号的幅值或峰峰值和输输出信号的幅值或峰峰值.测相频有两种方法：（1)双踪信号比较法：将正弦信号接系统输入端,同时用双踪示波器的Y1和Y2测量系统的输入端和输出端两个正弦波，示波器触发正确的话，可看到两个不同相位的正弦波,测出波形的周期T 和相位差Δt ，则相位差0360⨯∆=ΦTt 。

这种方法直观，容易理解。

就模拟示波器而言，这种方法用于高频信号测量比较合适.(2）李沙育图形法：将系统输入端的正弦信号接示波器的X 轴输入,将系统输出端的正弦信号接示波器的Y 轴输入，两个正弦波将合成一个椭圆。

通过椭圆的切、割比值,椭圆所在的象限，椭圆轨迹的旋转方向这三个要素来决定相位差。

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。

实验报告三_频率特性测量

实验报告课程名称：自动控制理论实验指导老师：吴越成绩：实验名称：频率特性测量实验类型：同组学生姓名：鲍婷婷一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1. 掌握用超低频信号发生器和示波器测定系统或环节频率特性的方法；2. 了解用TD4010型频率响应分析测试仪测定系统或环节的频率特性方法。

二、主要仪器设备1.超低频信号发生器2.电子模拟实验装置3.超低频慢扫描示波器三、实验步骤1．测量微分积分环节的频率特性；(1)相频特性相频特性的测试线路如图4-3-1所示，其中R 1=10k Ω、C 1=1uF 、R 2=2k Ω、C 2=50uF 。

测量时，示波器的扫描旋钮指向X-Y 档。

把超低频信号发生器的正弦信号同时送入被测系统和X 轴，被测系统的输出信号送入示波器Y 轴，此时在示波器上可得到一李沙育图形。

然后将椭圆移至示波器屏幕中间，椭圆与X 轴两交点的间的距离即为2X 0，将Y 输入接地，此时得到的延X 轴光线长度即为2X m ，因此求得θ=sin -1 (2X 0/2X m )，变化输入信号频率ω(rad/s)，即可得到一组θ(ω)。

测量时必须注意椭圆光点的转动方向，以判别相频特性是超前还是迟后。

当系统或环节的相频特性是迟后时，光点为逆时针转动；反之超前时，光点为顺时针转动。

测试时，ω取值应匀称，否则会影响曲线的准确度。

(2) 幅频特性：示波器选择停止扫描档，超低频信号发生的正弦信号同时送入X 轴和被测系统；被测环节的输出信号仍送入Y 轴；分别将X 通道和Y 通道接地，示波器上出现的两条光线对应的两条光线长度为2X m 、2Y m ，改变频率ω，则可得一组L(ω)。

专业：电子信息技术及仪器姓名：杨泽兰学号： 3120102007 日期： 2014-5-24 地点：玉泉教二-104装订线超低频信号发生器示波器C 1C 2R 1R 2微分积分环节YX u i u o2. 测量二阶系统的闭环幅频特性：二阶系统的方框图如右图所示。

实验四报告

自动控制原理实验报告系统频率特性的测试实验报告姓名：图4-1 幅频特性的测试图(李沙育图形法)注：示波器同一时刻只输入一个通道，即系统（环节）的输入或输出。

2.1.2相频特性的测试图4-2 幅频特性的测试图(李沙育图形法)令系统（环节）的输入信号为：t X t X m ωsin )(= (5-1) 则其输出为 )sin()(φω+=t Y t Y m (5-2)对应的李沙育图形如图4-2所示。

若以t 为参变量，则)t (X 与)t (Y 所确定点的轨迹将在示波器的屏幕上形成一条封闭的曲线(通常为椭圆)，当t=0时，0=)0(X 由式(5-2)得 )sin()0(φm Y Y =于是有 mm Y Y Y Y 2)0(2sin )0(sin )(11--==ωφ (5-3) 同理可得 mX X 2)0(2sin )(1-=ωφ (5-4) 其中)0(2Y 为椭圆与Y 轴相交点间的长度； )0(2X 为椭圆与X 轴相交点间的长度。

式(5-3)、(5-4)适用于椭圆的长轴在一、三象限；当椭圆的长轴在二、四时相位φ的计算公式变为： m Y Y 2)0(2sin 180)(10--=ωφϕ=Sin-12Y0/(2Ym) =Sin-12X0/(2Xm) ϕ=180°-Sin-12Y0/(2Ym)=180°-ϕ=Sin-12Y0/(2Ym)=Sin-12X0/(2Xm)ϕ=180︒-Sin-12Y0/(2Ym)=180°-图4-3用虚拟示波器测试系统(环节)的频率特性图4-4 惯性环节的电路图图4-5 惯性环节的幅频特性，R 1=100K ，R 2=100K ， R 0=200K Tf T ⨯=π21=1.66Hz可得系统的传递函数和方框图为：25n ω==图4-6 典型二阶系统的方框图图4-7 典型二阶系统的电路图可调。

这里可取100K )1(>ζ、10K )707.00(<<ζ两个典型值。

自动控制原理实验报告(实验一,二,三)分析

自动控制原理实验报告实验名称：线性系统的时域分析线性系统的频域分析线性系统的校正与状态反馈班级：学号：姓名：指导老师：2013 年12 月15日典型环节的模拟研究一. 实验目的1．了解和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．观察和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二．实验内容及步骤观察和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.。

改变被测环节的各项电路参数，画出模拟电路图，阶跃响应曲线，观测结果，填入实验报告运行LABACT 程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的典型环节的模拟研究中的相应实验项目，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。

具体用法参见用户手册中的示波器部分1)．观察比例环节的阶跃响应曲线典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。

图3-1-1 典型比例环节模拟电路传递函数：01(S)(S)(S)R R K KU U G i O === ；单位阶跃响应： K )t (U = 实验步骤：注：‘S ST ’用短路套短接！（1）将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT ），作为系统的信号输入（Ui ）；该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。

① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中矩形波’（矩形波指示灯亮）。

② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度＞1秒（D1单元左显示）。

③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 4V （D1单元‘右显示）。

（2）构造模拟电路：按图3-1-1安置短路套及测孔联线，表如下。

（a ）安置短路套（b ）测孔联线（3）运行、观察、记录：打开虚拟示波器的界面，点击开始，按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮（0→+4V 阶跃），观测A5B 输出端（Uo ）的实际响应曲线。

自动控制原理实验教程及实验报告

实验三典型环节（或系统）的频率特性测量一、实验目的1．学习和掌握测量典型环节（或系统）频率特性曲线的方法和技能。

2．学习根据实验所得频率特性曲线求取传递函数的方法。

二、实验内容1．用实验方法完成一阶惯性环节的频率特性曲线测试。

2．用实验方法完成典型二阶系统开环频率特性曲线的测试。

3．根据测得的频率特性曲线求取各自的传递函数。

4．用软件仿真方法求取一阶惯性环节频率特性和典型二阶系统开环频率特性，并与实验所得结果比较。

三、实验步骤1．利用实验设备完成一阶惯性环节的频率特性曲线测试。

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。

仍以一阶惯性环节为例，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），并连好U3单元至上位机的并口通信线。

接线完成，经检查无误，再给实验箱上电后，启动上位机程序，进入主界面。

界面上的操作步骤如下：①按通道接线情况完成“通道设置”:在界面左下方“通道设置”框内，“信号发生通道”选择“通道O1＃”，“采样通道X ”选择“通道I1＃”，“采样通道Y ”选择“不采集”。

②进行“系统连接”（见界面左下角），如连接正常即可按动态状态框内的提示（在界面正下方）“进入实验模式”；如连接失败，检查并口连线和实验箱电源后再连接，如再失败则请求指导教师帮助。

③进入实验模式后，先对显示进行设置：选择“显示模式”（在主界面左上角）为“Bode”。

④完成实验设置，先选择“实验类别”（在主界面右上角）为“频域”，然后点击“实验参数设置”，在弹出的“频率特性测试频率点设置”框内，确定实验要测试的频率点。

注意设置必须满足ω<30Rad/sec 。

⑤以上设置完成后，按“实验启动”启动实验。

界面中下方的动态提示框将显示实验测试的进展情况，从开始测试直至结束的过程大约需要2分钟。

自动控制原理实验文档2

实验三系统频率特性测量一、实验目的1．加深了解系统及元件频率特性的物理概念。

2．掌握系统及元件频率特性的测量方法。

二、实验仪器1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台2．PC计算机一台三、实验内容1．模拟电路图及系统结构图分别如图3-1和图3-2。

图3-1 系统模拟电路图图 3-2 系统结构图2．系统传递函数取R3=500kΩ，则系统闭环传递函数为U2（S） 500φ（S）= =U1（S） S2+10S+500 若输入信号U1（t）=U1sinωt,则在稳态时，其输出信号为U2（t）=U2sin（ωt+ψ）。

改变输入信号角频率ω值，便可测得多组U2/U1和ψ随ω变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。

四、实验步骤1.连接被测量典型环节的模拟电路。

电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。

检查无误后接通电源。

2.启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。

3.测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。

如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。

测频率图4.选中 [实验课题→系统频率特性测量→可测性检查] 菜单项,鼠标双击将弹出参数设置窗口。

参数设置完成后点确认等待观察波形，如图3－3所示。

图3－3检查性信号波形图测波特图5.在测量波特图的过程中首先应选择 [实验课题→系统频率特性测量→数据采集] 采集信息。

如图3－4所示图3－4 数据采集6.待数据采样结束后点击 [实验课题→系统频率特性测量→波特图观测] 即可以在显示区内显示出所测量的波特图。

7.按下表测量各点频率特性的实测值并计算相应的理论值。

五、实验报告1.画出被测系统的结构和模拟电路图,计算其传递函数,根据传递函数绘制Bode图。

2.整理上表中的实验数据，并算出理论值和实测值。

3.根据实测值画出闭环系统的Bode图。

实验四连续系统串联校正一、实验目的1. 加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。

自动控制原理实验报告 (频率特性测试)

自动控制原理实验报告（三）
频率特性测试
一．实验目的
1．了解线性系统频率特性的基本概念。

2．了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）的构造及绘制方法。

二．实验内容及步骤
被测系统是一阶惯性的模拟电路图见图3-2-1，观测被测系统的幅频特性和相频特性，填入实验报告。

本实验将正弦波发生器（B4）单元的正弦波加于被测系统的输入端，用虚拟示波器观测被测系统的幅频特性和相频特性，了解各种正弦波输入频率的被测系统的幅频特性和相频特性。

图3-2-1 被测系统的模拟电路图
实验步骤：
（1）将函数发生器（B5）单元的正弦波输出作为系统输入。

（2）构造模拟电路。

三．实验记录：
ω
ω=1
ω=1.6
ω=3.2
ω=4.5
ω=6.4
ω=8
ω=9.6
ω=16
实验分析：
实验中，一阶惯性环节的幅频特性)(ωL ，相频特性)(ωϕ随着输入频率的变化而变化。

惯性环节的时间常数T 是表征响应特性的唯一参数，系统时间常数越小，输出相应上升的越快，同时系统的调节时间越小。

频率特性测试实验报告

频率特性测试实验报告频率特性测试实验报告摘要：本实验旨在通过频率特性测试，研究和分析不同电路元件和电子设备在不同频率下的响应特性。

通过实验数据的收集和处理，我们可以了解电路的频率响应、频率特性以及其在不同频率下的性能表现。

实验结果显示，在不同频率下，电路元件和电子设备的频率响应存在差异，这对于电路设计和信号处理具有重要意义。

引言：频率特性是指电路或电子设备在不同频率下的响应能力。

了解电路在不同频率下的性能表现，对于电路设计、信号处理和通信系统的优化具有重要意义。

通过频率特性测试，我们可以分析电路的频率响应、幅频特性和相频特性，从而更好地了解电路的工作原理和性能。

实验方法：1. 实验仪器和设备：本实验使用了函数发生器、示波器、电阻、电容、电感等实验仪器和设备。

2. 实验步骤：（1）连接电路：根据实验要求，连接电路并确保电路连接正确。

（2）设置函数发生器：根据实验要求，设置函数发生器的频率和幅度。

（3）测量电压和相位：使用示波器测量电路中的电压和相位差。

（4）记录实验数据：根据实验要求，记录不同频率下的电压和相位差数据。

（5）数据处理：根据实验数据，绘制幅频特性曲线和相频特性曲线，分析电路的频率响应特性。

实验结果与分析：通过实验数据的收集和处理，我们得到了电路在不同频率下的电压和相位差数据，并绘制了幅频特性曲线和相频特性曲线。

实验结果显示，在低频率下，电路的幅频特性较为平缓，而在高频率下，幅频特性逐渐下降。

相位差随频率的变化呈现出一定的规律，这与电路元件的特性有关。

通过对实验结果的分析，我们可以进一步了解电路的频率响应特性。

实验应用：频率特性测试在电路设计、信号处理和通信系统中具有广泛的应用。

通过了解电路在不同频率下的响应特性，我们可以优化电路设计，提高信号处理的效果，以及改进通信系统的性能。

例如，在音频放大器设计中，对于不同频率的音频信号，需要了解放大器的频率响应特性，以保证音频信号的传输质量。

另外，在无线通信系统中，了解天线的频率特性，可以优化天线设计，提高信号的传输距离和稳定性。

自动控制原理实验报告(三)

线性系统的频率响应分析一、实验原理及内容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。

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和相jw位差jwΦ随角频率（ω由0 变到∞）变化的特性。

而幅值比()Φjw 和相位差∠jwΦ的模和幅角。

所以只要把系统的传Φ恰好是函数jw递函数Φ（s）,令s =jw，即可得到Φ（jw）。

我们把Φ（jw）称为系统的频率特性或频率传递函数。

当w由0 到∞变化时，Φ（jw）随频率ω 的变化特性成为幅频特性，Φ（jw）随频率w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。

频率特性的表达式对数频率特性：又称波特图，它包括对数幅频和对数相频两条曲线，是频率响应法中广泛使用的一组曲线。

这两组曲线连同它们的坐标组成了对数坐标图。

对数频率特性图的优点：1.它把各串联环节幅值的乘除化为加减运算，从而简化了开环频率特性的计算与作图。

2.利用渐近直线来绘制近似的对数幅频特性曲线，而且对数相频特性曲线具有奇对称于转折频率点的性质，这些可使作图大为简化。

3.通过对数的表达式，可以在一张图上既能绘制出频率特性的中、高频率特性，又能清晰地画出其低频特性。

极坐标图（或称为奈奎斯特图）对数幅相图（或称为尼柯尔斯图）本次实验中，采用对数频率特性图来进行频域响应的分析研究。

实验中提供了两种实验测试方法：直接测量和间接测量。

直接频率特性的测量用来直接测量对象的输出频率特性，适用于时域响应曲线收敛的对象（如：惯性环节）。

频率特性实验报告

频率特性实验报告频率特性实验报告引言：频率特性是指某个系统或信号在不同频率下的响应情况。

在电子工程领域中，频率特性的研究对于设计和分析电路、滤波器以及信号处理系统至关重要。

本实验旨在通过实际测量和分析来探究不同电路元件的频率特性，并深入理解频率对于电路性能的影响。

实验目的：1. 理解频率特性的概念和重要性；2. 掌握频率特性的测量方法和分析技巧；3. 研究不同电路元件的频率响应特性。

实验器材和方法：1. 实验器材：信号发生器、示波器、电阻、电容、电感等；2. 实验方法：通过改变信号发生器的频率，测量电路中的电压响应，并记录数据。

实验过程与结果：1. 实验一：RC低通滤波器的频率特性测量在实验中，我们搭建了一个RC低通滤波器电路，并通过改变信号发生器的频率，测量了电路中的电压响应。

实验结果显示，随着频率的增加，电压响应逐渐减小，且在截止频率附近有明显的衰减。

这说明RC低通滤波器对高频信号有较好的抑制作用。

2. 实验二：RL高通滤波器的频率特性测量在实验中，我们搭建了一个RL高通滤波器电路，并通过改变信号发生器的频率，测量了电路中的电压响应。

实验结果显示，随着频率的增加，电压响应逐渐增大，且在截止频率附近有明显的增益。

这说明RL高通滤波器对低频信号有较好的传递作用。

3. 实验三：LC并联谐振电路的频率特性测量在实验中，我们搭建了一个LC并联谐振电路，并通过改变信号发生器的频率，测量了电路中的电压响应。

实验结果显示，在谐振频率附近，电压响应达到最大值，且有明显的共振现象。

这说明LC并联谐振电路在谐振频率处具有较大的电压增益。

讨论与分析：通过以上实验，我们可以得出一些结论和发现：1. 不同类型的滤波器具有不同的频率特性，可以用于特定频率范围的信号处理；2. 截止频率是滤波器性能的重要参数，决定了滤波器对信号的抑制或传递能力；3. 谐振频率是共振电路的重要特性，具有较大的电压增益。

结论：频率特性是电子工程中重要的研究内容，对于电路设计和信号处理具有重要意义。

控制系统频率特性实验

控制系统频率特性实验控制系统频率特性实验是一种较为常见的控制工程实验，其主要目的是探究不同频率下控制系统的性能表现，同时应用所学知识进行系统频率特性分析和设计。

下面将分为实验目的、实验内容、实验步骤及实验结果几个方面进行详细介绍。

实验目的：1. 探究不同频率下控制系统性能表现2. 进行频率特性分析，并了解控制系统中的稳态误差与阻尼比之间的关系3. 进行频率特性设计，并掌握控制器在频率特性中的应用实验内容：1. 频率响应性能测试2. 获取系统的幅频和相频特性曲线3. 根据幅频曲线分析系统稳态误差，根据相频曲线分析系统阻尼比4. 根据工程实际需要，设计相应的控制器并给出稳态误差和阻尼比的实验结果实验步骤：1. 建立试验系统，包括控制对象和控制器2. 调整测试样本的初始参数，保证系统的稳态3. 绘制系统幅频特性曲线，观察幅频曲线的变化情况并进行分析7. 对实验结果进行统计分析实验结果：通过实验，我们得到了不同频率下控制系统的性能表现，以及系统的幅频和相频特性曲线。

在此基础上，我们可以进行系统频率特性分析，掌握控制器在频率特性中的应用。

通过对幅频曲线的分析，我们可以了解系统的稳态误差情况。

同时可发现，随着频率增大，系统稳态误差逐渐增大，这是由于系统的惯性效应在高频率下更为明显导致的。

在此基础上，我们可以通过设计相应的控制器来减小系统稳态误差。

通过对相频曲线的分析，我们可以了解系统的阻尼比情况。

随着频率增大，我们可以观察到系统阻尼比逐渐降低，这是由于系统越接近临界系统，其阻尼比越小，因此在系统设计中需要注意避免系统过度激励的情况。

总的来说，控制系统频率特性实验是一种重要的控制工程实验，通过实验，我们可以深入了解系统在不同频率下的性能表现，为实际工程中的控制系统设计提供有力的支持和指导。

自动控制原理控制系统的频率特性实验报告

肇庆学院工程学院自动控制原理实验报告 _12 _年级_ 电气一班组员：王园园、李俊杰实验日期 2014/6/9姓名:李奕顺学号：201224122130 老师评定___________ 实验四：控制系统的频率特性一、实验原理1.被测系统的方块图：见图4-1图4-1 被测系统方块图系统（或环节）的频率特性G （j ω）是一个复变量，可以表示成以角频率ω为参数的幅值和相角：) G(j ω) G(j ω) G(j ω=（4—1）本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特牲。

图4-1所示系统的开环频率特性为：) E(j ω)B(j ω)E(j ω)B(j ω) E(j ω) B(j ω) (j ωG ) (j ωG 21==⋅ （4—2）采用对数幅频特性和相频特性表示，则式（4—2）表示为：)E(j ω)B(j ωlg20) )H(j ω (j ωG ) (j ωG 20lg 21=⋅) E(j ωlg 20) B (j ωlg 20-= （4—3）) E(j ω) B(j ω)E(j ω)B(j ω) H(j ω) (j ωG ) (j ωG 21-==（4—4）将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化，并施加于被测系统的输人端[r(t)]，然后分别测量相应的反馈信号[b(t)]和误差信号[e(t)]的对数幅值和相位。

频率特性测试仪测试数据经相关运算器后在显示器中显示。

根据式(4—3)和式(4—4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位，在半对数座标纸上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲线。

根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线，再根据渐近线的斜率和转角频确定频率特性（或传递函数）。

所确定的频率特性（或传递函数）的正确性可以由测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所得的相频曲线必须与由确定的频率特牲(或传递函数)所画出的理论相频曲线在一定程度上相符，如果测量所得的相位在高频(相对于转角频率)时不等于 - 90°(q－p)[式中p和q分别表示传递函数分子和分母的阶次]，那么，频率特性(或传递函数)必定是一个非最小相位系统的频率特性。

自控实验报告

自控实验报告1. 引言自控是个人在行为和决策中控制自己的能力。

它是一种关键技能，可以帮助我们更好地管理时间、情绪和目标。

为了探究自控对个人发展的重要性，我们进行了一项自控实验。

2. 实验设计我们邀请了一组志愿者参与实验，共计30人，他们的年龄、性别和教育背景各不相同。

实验分为三个部分，包括自控任务、问卷调查和自我评估。

3. 实验过程3.1 自控任务参与者被要求解决一系列需要自控能力的任务，如完成一份复杂的数学题、遵守一段时间的节食、制定并坚守一个时间管理计划等。

任务对参与者的耐力、集中力和决策能力提出了较大的要求。

3.2 问卷调查在任务完成后，参与者填写了一份关于自控的问卷调查。

该问卷包括对自己自控能力的评估，以及对自控对个人生活和职业发展的意义的看法。

3.3 自我评估参与者对自己的自控能力进行了自我评估。

他们需要回答一组关于自己在日常生活中追求个人目标和控制冲动的问题。

4. 结果与分析4.1 自控任务通过观察参与者在自控任务中的表现，我们发现有些人能够坚定地保持自己的决策，完成任务，而另一些人则在中途放弃了或者无法坚持。

这显示了自控能力的差异。

4.2 问卷调查根据问卷调查结果显示，大多数参与者对自己的自控能力持较高的评估。

他们认为自控对于个人生活和职业发展至关重要，可以帮助他们更好地管理时间和达到目标。

4.3 自我评估自我评估结果表明，一部分参与者在日常生活中相当擅长自控，能够追求个人目标并控制冲动。

然而，另一部分参与者在自我评估中意识到自己在某些方面还有改进的空间。

5. 讨论与结论通过这项自控实验，我们发现了自控能力的重要性和个体差异。

一方面，自控能力在个人生活和职业发展中扮演着至关重要的角色，可以帮助我们更好地管理时间、情绪和目标。

另一方面，我们也发现了自控能力存在着差异，有些人相对较强，而其他人则需要进一步提升。

综上所述，自控是一个重要的个人能力，对于个人的发展具有积极的影响。

我们应该意识到自己的自控能力，努力提升它，并将其应用于日常生活和职业发展中。

实验四控制系统频率特性的测试(实验报告)

实验四控制系统频率特性的测试一．实验目的认识线性定常系统的频率特性，掌握用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法，根据开环系统的对数频率特性，确定系统组成环节的参数。

二．实验装置（1）微型计算机。

（2）自动控制实验教学系统软件。

三．实验原理及方法（1）基本概念一个稳定的线性定常系统，在正弦信号的作用下，输出稳态与输入信号关系如下：幅频特性相频特性（2）实验方法设有两个正弦信号：若以)(t x ω为横轴，以)(y t ω为纵轴，而以t ω作为参变量，则随t ω的变化，)(t x ω和)(y t ω所确定的点的轨迹，将在 x--y 平面上描绘出一条封闭的曲线（通常是一个椭圆）。

这就是所谓“李沙育图形”。

由李沙育图形可求出Xm ，Ym ，φ，四．实验步骤（1）根据前面的实验步骤点击实验七、控制系统频率特性测试菜单。

（2）首先确定被测对象模型的传递函数, 预先设置好参数 T1、T2、ξ、K（3）设置好各项参数后，开始仿真分析，首先做幅频测试，按所得的频率范围由低到高，及ω由小到大慢慢改变，特别是在转折频率处更应该多取几个点五.数据处理（一）第一种处理方法：（1）得表格如下：（2）作图如下：（二）第二种方法：由实验模型即，由实验设置模型根据理论计算结果绘制bode 图，绘制Bode 图。

（三）误差分析两图形的大体趋势一直，从而验证了理论的正确性。

在拐点处有一定的差距，在某些点处也存在较大的误差。

分析：（1）在读取数据上存在较大的误差，而使得理论结果和实验结果之间存在。

（2）在数值应选取上太合适，而使得所画出的bode图形之间存在较大的差距。

（3）在实验计算相角和幅值方面本来就存在着近似，从而使得误差存在，而使得两个图形之间有差异六.思考讨论（1）是否可以用“李沙育”图形同时测量幅频特性和想频特性答：可以。

在实验过程中一个频率可同时记录2Xm，2Ym，2y0。

（2）讨论用“李沙育图形”测量频率特性的精度，即误差分析（说明误差的主要来源）答：用“李沙育图形”测量频率特性的精度从上面的分析处理上也可以看出是比较高的，但是在实验结果和理论的结果之间还是存在一定的差距，这些误差主要来自于从“李沙育图形”上读取数据的时候存在的误差，也可能是计算机精度方面的误差。

自动控制理论实验报告-频率特性分析

频率特性分析
实验报告
编号：
频率特性分析
实验报告
学生姓名专班学日业级号期
0
频率特性分析
实验报告
自动控制理论
频率特性分析实验报告
一、实验目的
1.掌握频率特性的基本概念，尤其是频率特性的几种表示方法； 2.能熟练绘制极坐标频率特性曲线（奈奎斯特曲线）和对数频率特性曲线，尤其要注意的是在非最小相位系统时曲线的绘制； 3.正确应用频率稳定判别方法，包括奈奎斯特稳定判据和对数稳定判据； 4.熟练正确计算相位裕量和幅值裕量； 5.掌握闭环频率特性的基本知识以及有关指标的近似估算方法。
三、实验结果
1.增加开环传函零极点个数对
图 3.1
2
频率特性分析
实验报告
奈奎斯特图的影响。（1）奈奎斯特图如图 3.1 所示。随着开环极点个数的增加，奈氏图将越过虚轴，与实轴的交点向左偏移，穿越实轴负半轴的次数也在改变。（2）当 v=1,2,3,4,5,6 时的奈奎斯特图分别如图 3.2（a）~（f）所示。由图可知，即使只增加一个零极点，奈氏曲线都将达到无穷远处，而且每增加一个极点，奈氏曲线将顺时针旋转近似 90°。
（a）图 3.7
（b）
4.闭环频率特性与系统动态性能的关系。式（2-4）中，当 0.3 ，0.5，0.7 时的系统阶跃响应分别如图 3.8（a）（b）（c）所示。由图可知，随着阻尼比 ζ 的增大，峰值减小，响应时间缩短，系统由欠阻尼状态过渡到临界阻尼状态。
5
频率特性分析
实验报告
（a） 0.3
G1 s H 1 s G2 s H 2 s
255 s 1 s 2 s 3 s 4 s 255 s 1 s 2 s 3 s 4 s

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开课学院及实验室：实验中心工程北 531
学院
实验课程名称
实验项目名称
机电
年级、专业、
班
广州大学学生实验报告
自控原理实验
实验五系统频率特性的测量与分析
一、实验目的二、实验内容
三、使用仪器、材料四、实验过程原始记录（程序、数据、图表、计算等）五、实验结果及分析
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。