实验四 控制系统频率特性的测试 实验报告

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自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告

《自动控制原理》实验报告学院:专业:班级:姓名:学号:实验报告实验一实验名称:典型环节响应实验姓名:实验组别:实验日期:年月日成绩:一、实验目的1、学习设计构成典型环节的模拟电路,掌握典型环节的特性以及电路参数对特性的影响。

2、学习典型环节响应的测量方法,对比实验结果与理论分析。

二、实验设备1、计算机一台,实验软件一套。

2、实验箱一套。

3、面包板、导线、电阻、电容、运算放大器等器件若干。

三、实验原理设计构成下列典型环节的模拟电路,测量其阶跃响应1、比例环节:利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路,输入输出之间满足如下运动方程:C(t)=KR(t) 传递函数G(s)=K2、惯性环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路,输入输出之间满足如下运动方程:传递函数G(s)=K/(Ts+1)3、积分环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路,输入输出之间满足如下运动方程:传递函数G(s)=K/s4、微分环节利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路,输入输出之间满足如下运动方程:传递函数G(s)=Ks四、实验结果及分析K=R1/R2=1/2比例环节模拟电路图比例环节阶跃响应惯性环节模拟电路图K=R2/R1=2T=R2*C=200K*1uf=0.2惯性环节阶跃响应积分环节模拟电路图T=RC=100K*1uf=0.1积分环节阶跃响应微分环节模拟电路微分环节阶跃响应微分环节阶跃响应仿真实验报告实验 二 实验名称: 二阶系统及其阶跃响应实验 姓名: 实验组别: 实验日期: 年 月 日 成绩:一、实验目的1、学习设计构成二阶系统的模拟电路,掌握二阶系统的特性以及电路参数对特性的影响。

2、学习二阶系统阶跃响应的测量方法,对比实验结果与理论分析。

二、实验设备1、 计算机一台,实验软件一套。

2、 实验箱一套。

3、 面包板、导线、电阻、电容、运算放大器等器件若干。

三、实验原理设计构成二阶振荡环节的模拟电路,测量其阶跃响应利用运算放大器、电阻、电容等元件设计一模拟电路,输入输出之间满足如下运动方程:)()()(2121222t R K K K K dt t dC dt t C d =++τ传递函数212221)(K K s s K K s ++=τψ四、实验结果及分析二阶系统模拟电路图二阶系统模拟电路结构图R1=200K R2=200K R=100K C取1uf和0.1uf两个值W=1/T=1/RC=1/RCK/2=R2/2*R1二阶系统阶跃响应仿真结果实验报告实验三实验名称:系统频率特性的测量姓名:实验组别:实验日期:年月日成绩:一、实验目的1、加深了解系统及元件频率特性的物理意义。

频率特性实验报告

频率特性实验报告

一、实验目的1. 理解频率特性的基本概念和测量方法。

2. 掌握使用Bode图和尼奎斯特图分析系统频率特性的方法。

3. 了解频率特性在系统设计和稳定性分析中的应用。

二、实验原理频率特性描述了系统对正弦输入信号的响应,通常用幅频特性和相频特性来表示。

幅频特性表示输出信号幅度与输入信号幅度之间的关系,相频特性表示输出信号相位与输入信号相位之间的关系。

频率特性的测量通常通过以下步骤进行:1. 使用正弦信号发生器产生不同频率的正弦信号。

2. 将信号输入被测系统,并测量输出信号的幅度和相位。

3. 根据测量数据绘制幅频特性和相频特性曲线。

三、实验设备1. 正弦信号发生器2. 示波器3. 信号分析仪4. 被测系统(如电路、控制系统等)四、实验步骤1. 准备实验设备,确保各设备连接正确。

2. 设置正弦信号发生器,产生一系列不同频率的正弦信号。

3. 将正弦信号输入被测系统,并使用示波器或信号分析仪测量输出信号的幅度和相位。

4. 记录不同频率下的幅度和相位数据。

5. 使用绘图软件绘制幅频特性和相频特性曲线。

五、实验结果与分析1. 幅频特性分析通过绘制幅频特性曲线,可以观察到系统对不同频率信号的衰减程度。

一般来说,低频信号的衰减较小,高频信号的衰减较大。

根据幅频特性,可以判断系统的带宽和稳定性。

2. 相频特性分析通过绘制相频特性曲线,可以观察到系统对不同频率信号的相位延迟。

相频特性曲线通常呈现出滞后或超前特性。

根据相频特性,可以判断系统的相位裕度和增益裕度。

3. 系统稳定性分析根据幅频特性和相频特性,可以判断系统的稳定性。

如果系统的相位裕度和增益裕度都大于零,则系统是稳定的。

否则,系统可能是不稳定的。

六、实验结论通过本次实验,我们成功地测量了被测系统的频率特性,并分析了其幅频特性和相频特性。

实验结果表明,被测系统在低频段表现出较小的衰减,而在高频段表现出较大的衰减。

相频特性曲线显示出系统在低频段滞后,在高频段超前。

根据频率特性分析,可以得出被测系统是稳定的。

典型环节和系统频率特性的测量

典型环节和系统频率特性的测量

实验报告课程名称:_________控制理论(甲)实验_______指导老师:_____ ____成绩:__________________ 实验名称:___典型环节和系统频率特性的测量___实验类型:________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的 二、实验原理 三、实验接线图 四、实验设备 五、实验步骤 六、实验数据记录 七、实验数据分析 八、实验结果或结论一、实验目的1.了解典型环节和系统的频率特性曲线的测试方法; 2.根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。

二、实验原理1.系统(环节)的频率特性设G(S)为一最小相位系统(环节)的传递函数。

如在它的输入端施加一幅值为X m 、频率为ω的正弦信号,则系统的稳态输出为)sin()()sin(ϕωωϕω+=+=t j G Xm t Y y m由式①得出系统输出,输入信号的幅值比相位差)()(ωωj G Xmj G Xm Xm Ym == (幅频特性) )()(ωωφj G ∠= (相频特性) 式中)(ωj G 和)(ωφ都是输入信号ω的函数。

2.频率特性的测试方法 2.1 李沙育图形法测试 2.1.1幅频特性的测试 由于 mmm m X Y X Y j G 22)(==ω 改变输入信号的频率,即可测出相应的幅值比,并计算mm X YA L 22log 20)(log 20)(==ωω (dB )其测试框图如下所示:图5-1 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5-2 相频特性的测试图(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5-2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。

系统频率测试实验报告(3篇)

系统频率测试实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解系统频率特性的基本概念和测试方法。

2. 掌握使用示波器、频谱分析仪等设备进行系统频率测试的操作技巧。

3. 分析测试结果,确定系统的主要频率成分和频率响应特性。

二、实验原理系统频率特性是指系统对正弦输入信号的响应,通常用幅频特性(A(f))和相频特性(φ(f))来描述。

幅频特性表示系统输出信号幅度与输入信号幅度之比,相频特性表示系统输出信号相位与输入信号相位之差。

频率测试实验通常包括以下步骤:1. 使用正弦信号发生器产生正弦输入信号;2. 将输入信号输入被测系统,并测量输出信号;3. 使用示波器或频谱分析仪观察和分析输出信号的频率特性。

三、实验设备1. 正弦信号发生器2. 示波器3. 频谱分析仪4. 被测系统(如放大器、滤波器等)5. 连接线四、实验步骤1. 准备实验设备,将正弦信号发生器输出端与被测系统输入端相连;2. 打开正弦信号发生器,设置合适的频率和幅度;3. 使用示波器观察输入信号和输出信号的波形,确保信号正常传输;4. 使用频谱分析仪分析输出信号的频率特性,记录幅频特性和相频特性;5. 改变输入信号的频率,重复步骤4,得到一系列频率特性曲线;6. 分析频率特性曲线,确定系统的主要频率成分和频率响应特性。

五、实验结果与分析1. 幅频特性曲线:观察幅频特性曲线,可以发现系统存在一定频率范围内的增益峰值和谷值。

这些峰值和谷值可能对应系统中的谐振频率或截止频率。

通过分析峰值和谷值的位置,可以了解系统的带宽和选择性。

2. 相频特性曲线:观察相频特性曲线,可以发现系统在不同频率下存在相位滞后或超前。

相位滞后表示系统对输入信号的相位延迟,相位超前表示系统对输入信号的相位提前。

通过分析相位特性,可以了解系统的相位稳定性。

六、实验总结1. 通过本次实验,我们掌握了系统频率特性的基本概念和测试方法。

2. 使用示波器和频谱分析仪等设备,我们成功地分析了被测系统的频率特性。

3. 通过分析频率特性曲线,我们了解了系统的主要频率成分和频率响应特性。

河北大学自动控制原理实验四报告含结果分析

河北大学自动控制原理实验四报告含结果分析

实验4 频率响应分析一 实验要求掌握应用MATLAB 绘制系统Bode 图和Nyquist 图的方法,并通过系统的Bode 图和Nyquist 图分析系统的动态性能、稳定性和相对稳定性。

二 实验步骤1 系统Nyquist 曲线的绘制(1)掌握系统极坐标(Nyquist )图绘制的函数nyquist()及其参数的使用方法。

(可通过help 方法)(2)在Matlab 中输入课本162页例5-14的程序,观察并记录结果。

利用Nyquist 稳定判据判断该系统的稳定性。

(3)在Matlab 中输入课本162-163页例5-15的程序,观察并记录结果(包括系统函数和Nyquist 图),利用Nyquist 稳定判据判断该系统的稳定性。

(4)在Matlab 中输入下面例子的程序,观察并记录结果,利用轴函数axis ()绘出在一定区域内的曲线,或用放大镜工具放大,进行稳定性分析。

例:已知系统的开环传递函数为101781000)(230+++=s s s s G 绘制系统的Nyquist 图,并利用Nyquist 稳定判据判断该系统的稳定性。

Matlab 命令窗口输入: >> num=[1000];>> den=[1 8 17 10];>> nyquist(num,den);grid2 系统Bode 图的绘制(1)掌握系统对数频率特性曲线(Bode )图绘制的函数bode()及其参数的使用方法。

(可通过help 方法) (2)在Matlab 中输入课本164页例5-16的程序,观察并记录结果。

计算系统稳定裕量(相角稳定裕量和增益稳定裕量)分析系统的稳定性。

(3)在Matlab 中输入课本164-165页例5-17的程序,观察并记录结果。

并分析阻尼系数对系统幅频特性和相频特性的影响。

三 思考题1 已知系统的开环传递函数为 12.124.22420)(230+++=s s s s G (1)绘制系统的开环零极图、Nyquist 图,并利用Nyquist 稳定判据判断该系统的稳定性。

自动控制原理实验报告 (2)

自动控制原理实验报告 (2)

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0.5,1,2时,输入幅值为1.84的正向阶跃信号,理论上依次输出幅值为0.92,1.84,3.68的反向阶跃信号。

实验中,输出信号依次为幅值为0.94,1.88,3.70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: T=0.1 T=0.033与实验测得波形比较可知,实际与理论值较为吻合,理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍,实际上为8/2.6=3.08,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:if i o R RU U -=TS1CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=1TS K)s (R )s (C +-=K = R f /R 1,T = R f C,(1) 保持K = R f /R 1 = 1不变,观测T = 0.1秒,0.01秒(既R 1 = 100K,C = 1μf ,0.1μf )时的输出波形。

利用matlab 仿真得到理论波形如下: T=0.1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2.12/2.28,相对误差为(2.28-2.12)/2.28=7%与理论值较为接近。

T=0.01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2.12/2.28,相对误差为(2.28-2.12)/2.28=7%与理论值较为接近(2) 保持T = R f C = 0.1s 不变,分别观测K = 1,2时的输出波形。

实验四异步电动机变频调速系统

实验四异步电动机变频调速系统

实验四异步电动机变频调速系统(一)转速开环恒压频比控制变频调速系统实验一.实验目的1.通过实验掌握转速开环恒压频比控制调速系统的组成及工作原理。

2.掌握V/F控制方式下,选取不同的模式电机的静特性差异。

二.实验数据及分析转速开环恒压频比控制静特性n(r/min)1475 1488 1501 1511 1525 1543Ia(A) 2.5 2.2 2.0 1.9 1.8 1.7T(N.m) 100% 83.9% 68.1% 54.6% 37.4% 15%n(r/min)902 916 931 945 953 966Ia(A) 2.3 2.1 1.9 1.7 1.7 1.6T(N.m) 100% 82.7% 64.0% 46.4% 33.6% 16.5%n(r/min)475 488 495 508 518 528 Ia(A) 1.9 1.7 1.6 1.6 1.5 1.5T(N.m) 85% 69.2% 56.1% 45.1% 28.0% 21.7%n(r/min)472 485 495 506 508 525 Ia(A) 2.0 1.8 1.7 1.7 1.6 1.6T(N.m) 62.5% 50.5% 39.2% 27.4% 20.8% 3.6%三.思考题1.说明转速开环恒压频比控制静特性特点答:其他条件相同,转速与频率大致成正比;频率一样时,转速越高,带动转矩能力越差。

2.说明低频补偿对系统静特性的影响。

答:由于临界转矩随f减小而减小,f较低时,电动机负载能力较弱。

低频补偿可以增强系统负载能力,同转速时有低频补偿情况T较小。

3.说明载波频率的大小对电机运行影响答:低频时转矩大,噪音小,但此时主元器件开关损耗大,整机发热较多,效率下降。

高频时转矩变小,电流输出波形比较理想。

(二)异步电动机带速度传感器矢量控制系统实验一.实验目的1.通过实验掌握异步电动机带速度传感器矢量控制系统的组成及工作原理;2.掌握异步电动机带速度传感器矢量控制系统静、动特性。

控制系统的频率特性分析实验报告

控制系统的频率特性分析实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除控制系统的频率特性分析实验报告篇一:控制系统频率特性实验实验名称控制系统的频率特性实验序号3实验时间学生姓名学号专业班级年级指导教师实验成绩一、实验目的:研究控制系统的频率特性,及频率的变化对被控系统的影响。

二、实验条件:1、台式计算机2、控制理论&计算机控制技术实验箱ThKKL-4系列3、ThKKL仿真软件三、实验原理和内容:1.被测系统的方块图及原理被测系统的方块图及原理:图3—1被测系统方块图系统(或环节)的频率特性g(jω)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。

本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特性。

图4—1所示系统的开环频率特性为:采用对数幅频特性和相频特性表示,则式(3—2)表示为: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入端[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器件运算后在显示器中显示。

根据式(3—3)和式(3—4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位,在半对数坐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性(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。

2.被测系统的模拟电路图被测系统的模拟电路图:见图3-2注意:所测点-c(t)、-e(t)由于反相器的作用,输出均为负值,若要测其正的输出点,可分别在-c(t)、-e(t)之后串接一组1/1的比例环节,比例环节的输出即为c(t)、e(t)的正输出。

【实验报告】频率响应测试

【实验报告】频率响应测试

实验名称:频率响应测试课程名称:自动控制原理实验目录(一)实验目的3(二)实验内容3(三)实验设备3(四)实验原理4(五)K=2频率特性试验结果4(六)K=2频率特性试验数据记录及分析7(七)K=5频率特性试验结果9(八)K=5频率特性试验数据记录及分析12(九)实验总结及感想错误!未定义书签。

图片目录图片1 系统结构图3图片2 系统模拟电路3图片3 K=2仿真对数幅相特性曲线4图片4 K=5仿真对数幅相特性曲线4图片5 f=0.7时输出波形及李沙育图形5图片6 f=1.4时输出波形及李沙育图形5图片7 f=2.1时输出波形及李沙育图形5图片8 f=2.8时输出波形及李沙育图形5图片9 f=3.5时输出波形及李沙育图形6图片10 f=4.2时输出波形及李沙育图形6图片11 f=4.9时输出波形及李沙育图形6图片12 f=5.6时输出波形及李沙育图形6图片13 f=6.3时输出波形及李沙育图形7图片14 f=7.0时输出波形及李沙育图形7图片15 k=2拟合频率特性曲线9图片16 f=0.9波形及李沙育图形9图片17 f=1.8波形及李沙育图形10图片18 f=2.7波形及李沙育图形10图片19 f=3.6波形及李沙育图形10图片20 f=4.5波形及李沙育图形10图片21 f=5.4波形及李沙育图形11图片22 f=6.3波形及李沙育图形11图片23 f=7.2形及李沙育图形11图片24 f=8.1波形及李沙育图形11图片25 f=9.0波形及李沙育图形12图片26 k=2拟合相频特性曲线14图表目录表格1 K=2电路元件参数7表格2 K=2实测电路数据处理7表格3 K=5电路元件参数12表格4 K=5实测电路数据处理12频率响应测试(一) 实验目的1. 掌握频率特性的测试原理及方法。

2. 学习根据所测定出的系统的频率特性,确定系统传递函数的方法。

(二) 实验内容测定给定环节的的频率特性,系统模拟电路、结构图分别如下所示:图片1系统结构图由图可知,系统的传递函数为:2100()10100k G s s s k =++,其中1Rk R =,实验中R 的取值分别为200k Ω,500k Ω,且1R 始终为100k Ω。

实验四 二阶开环及闭环系统的频率特性曲线

实验四  二阶开环及闭环系统的频率特性曲线

实验四 二阶开环及闭环系统的频率特性曲线(北京理工大学 自动化学院 班级: 姓名: 学号:)摘要:自动控制中有两个曲线是研究的重点,它们分别是波特图和奈奎斯特曲线,本实验将根据如是电路图有计算机绘制以上两种图,并研究相关参数。

关键词:开环、闭环、波特图、奈奎斯特曲线。

一、 实验目的1. 了解和掌握Ⅰ型二阶闭环系统中的对数幅频特性L (ω)和相频特性,实频特性Re(ω)和虚频特性Im(ω)的计算。

2. 了解和掌握欠阻尼Ⅰ型二阶闭环系统中的自然频率ωn 、阻尼比ξ对谐振频率ωr 和谐振峰值L(ωr)的影响及ωr 和L(ωr) 的计算。

3. 了解阻尼比ξ对开环参数幅值穿越频率ωc 和相位裕度的影响及幅值穿越频率ωc 和相位裕度的计算。

4. 了解和掌握Ⅰ型二阶闭环系统对数幅频曲线、相频曲线和幅相曲线的构造及绘制方法。

二、 实验过程被测系统结构所示被测系统传函:()()()()1()()C s G s s R s G s H s φ==+ 以角频率ω为参数的闭环系统对数幅频特性和相频特性为:()20lg |()|, ()()L j j ωφωφωφω==∠自然频率为n ω=阻尼比为ξ=谐振频率为r ωω=谐振峰值为()r L ω=二阶闭环系统模拟电路的各环节参数:积分环节的积分时间常数11i T R C =⨯=1s ,惯性环节的惯性常数32T R C =⨯=0.1s ,开环增益 3/K R R =。

设K=25(R=4K Ω), ωn=15.81rad/s , ξ=0.316.计算得ωr=14.14rad/s ,L (ωr ) =4.44dB 。

二阶闭环系统频率特性测试电路如 图1所示。

图1 二阶闭环系统频率特性测试电路测试结束后(约10min),将显示被测系统的闭环对数幅频、相频特性曲线(bode图)和幅相曲线(奈奎斯特图),分别如下图3、图四所示:图3图4三、实验结果表 1 不同参数系统的谐振频率和谐振峰值开环增益K 惯性常数T积分常数iT谐振频率/(1rad s-⋅) 谐振峰值/dBL计算值测量值计算值测量值25 0.1114.143 14.00 4.443 4.03 0.2 10.604 10.50 7.198 6.67 0.3 8.818 8.00 8.878 7.7720 0.1 0.5 18.708 19.20 6.301 6.09 0.2四、思考题1.说明在实际应用中,开环和闭环的不同特性。

二阶系统的频率响应与频率特性测量

二阶系统的频率响应与频率特性测量

实验四二阶系统的频率响应与频率特性测量一、实验目的1.掌握频率特性的实验测试方法,进一步理解频率特性的物理意义2.掌握根据频率响应实验结果绘制Bode图的方法3.根据二阶系统的Bode图,确定系统的数学模型4.掌握二阶系统的频域指标与时域指标的对应关系二、实验仪器与设备1.自动控制原理学习机2.计算机(安装自动控制原理实验系统)3.万用表及接线三、实验原理1.输入、输出波形直接测试法如图4-1所示,给定的被测对象是一个稳定的系统。

由实验系统提供正弦信号,每选择一个频率,即可利用实验系统获得输入、输出随时间变化的曲线,取输出稳定后同周期的输入、输出曲线如图4-2。

图4-1 测量被控系统的频率响应图4-2 稳定后系统的输入输出曲线幅频特性)(2)(2)(ωωωmmXYjG=相频特性oTtjG360)(⨯∆-=∠ω2.李沙育图形法取被测对象某一选定频率下的输入信号x (t )和输出信号y (t )(去掉不稳定部分),利用实验系统做X-Y 图,得到一个椭圆图形,如图4-3所示。

图4-3 李沙育图形幅频特性:)(2)(2)(ωωωm m X Y j G =相频特性:如图4-3,椭圆长轴在第一、三象限,()()()ωωωφm 01-2Y 2Y sin=若椭圆长轴在第二、四象限,()()()ωωωφm 01-o 2Y 2Y sin-180=随着角频率的增加,大多数情况下椭圆逆时针运动,表明输出信号Y (t )滞后于输入信号X (t ),相位的计算结果要添加一个负号,如果椭圆顺时针运动,Y (t )超前于X (t ),计算结果为正。

幅值取两倍是为了便于测量。

3.测试频率的选取选取合适的实验测试频率范围是准确确定系统频率特性的关键。

控制系统多为低通滤波器,在频率很低时,系统的输出能够复现输入信号,通常,取被测对象转折频率的1/10作为起始测试频率,若对象模型未知,则先确定最大测试频率,方法是先测出输入信号频率为0时输出的幅值Y (0),逐渐增大输入信号频率,直至输出幅值Y m 为Y (0)/(50-100),此时频率便可确定为最大测试频率,测试频率可以在0与max ω之间选取若干点。

频率特性的测量实验报告

频率特性的测量实验报告

课程名称: 控制理论乙 指导成绩:实验名称: 频率特性的测量 实验类型:同组学生__ 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、实验目的和要求1.掌握用李沙育图形法,测量各典型环节的频率特性;2.根据所测得的频率特性,作出伯德图,据此求得环节的传递函数. 二、实验内容和原理1.实验内容〔1〕R-C 网络的频率特性.图5-2为滞后--超前校正网络的接线图,分别测试其幅频特性和相频特性. 〔2〕闭环频率特性的测试被测的二阶系统如图5-3所示,图5-4为它的模拟电路图. 取参考值051R K =,1R 接470K 的电位器,2510R K =,3200R K =2.实验原理对于稳定的线性定常系统或环节,当其输入端加入一正弦信号()sin m X t X t ω=,它的稳态输出是一与输入信号同频率的正弦信号,但其幅值和相位随着输入信号频率ω的改变而改变.输出信号为其中()mmY G j X ω=,()arg ()G j ϕωω= 只要改变输入信号的频率,就可以测得输出信号与输入信号的幅值比()G j ω和它们的相位差()ϕω.不断改变()x t 的频率,就可测得被测环节〔系统〕的幅频特性和相频特性. 本实验采用李沙育图形法,图5-1为测试的方框图在表〔1〕中列出了超前于滞后时相位的计算公式和光点的转向.表中 02Y 为椭圆与Y 轴交点之间的长度,02X 为椭圆与X 轴交点之间的距离,m X 和m Y 分别为()X t 和()Y t 的幅值.三、主要仪器设备1.控制理论电子模拟实验箱一台; 2.慢扫描示波器一台;3. 任意函数信号发生器一台; 4.万用表一只. 四、操作方法和实验步骤 1.实验一〔1〕根据连接图,将导线连接好〔2〕由于示波器的CH1已经与函数发生器的正极相连,所以接下来就要将CH2接在串联电阻电容上,将函数发生器的正极接入总电路两端,并且示波器和函数发生器的黑表笔连接在一起接地.〔3〕调整适当的扫描时间,将函数发生器的幅值定为5V 不变,然后摁下扫描时间框中的menu,点击从Y-t变为X-Y显示.〔4〕改变函数发生器的频率,记录数据与波形.2.实验二:基本与实验一的实验步骤相同.五、实验数据记录和处理1.实验结果分析〔1〕实验一根据测得的数据,并经过一系列计算之后,得到的实验一幅频相频特性曲线如图所示:实验一幅频特性曲线〔实验〕实验一相频特性曲线〔实验〕通过运用公式理论计算得到的曲线如下图所示:实验一幅频特性曲线〔计算〕实验一相频特性曲线〔计算〕通过matlab仿真所得实验一中的幅频相频特性曲线如下图所示:由此可以看出,所测并计算之后得到的幅频特性曲线与相频特性曲线和公式计算结果所得到的曲线非常相近,并且与通过matlab仿真得到的波特图之间的差距很小,但仍然存在一定误差.(2)实验二根据测得的实验结果,在matlab上绘制幅频特性曲线图如下图所示:实验二幅频特性曲线〔实验〕实验二相频特性曲线〔实验〕根据计算结果,在matlab上绘制幅频曲线如下图所示实验二幅频特性曲线〔计算〕实验二相频特性曲线〔计算〕通过matlab程序仿真得到的幅频与相频曲线如下图所示:由上图分析可以得到,实验所测得到的幅频特性曲线与计算结果得到的曲线几乎一样,并且与matlab仿真的波特图非常相近.但是实验所测得到的相频特性曲线虽然和计算结果得到的曲线较为温和,但是却与matlab 仿真得到的相频曲线有着非常大的差别.这一点的主要原因为:...2.实验误差分析本次实验的误差相对于其他实验的误差而言比较大,主要原因有以下几点:(1)示波器读取幅值的时候,由于是用光标测量,观测到的误差相对来说非常大,尤其是当李萨如图像与x 轴的交点接近于零的时候,示波器的光标测量读数就非常困难了.(2)在调整函数发生器的频率过程中,由于示波器的李萨如图像模型对于横坐标扫描时间的要求,导致当频率增加的时候,可观测的点寥寥无几.只能用display里面的连续记录显示功能来记录波形.这样记录下来的波形,由于本身点走动的时候带有一定厚度,导致记录波形的宽度非常大,并且亮度基本一致,无法判断曲线边界的具体值,造成的误差也是非常大的.(3)在绘制曲线过程中,由于测量数据点有限,而造成绘制曲线与计算值存在一定误差.(4)本次实验的计算量非常繁琐且冗杂,对于实验误差的影响也是非常大的.(5)电阻和电容等非理想元件造成的误差3.思考题(1)在实验中如何选择输入的正弦信号的幅值?解:先将频率调到很大,再是信号幅值应该调节信号发生器的信号增益按钮,令示波器显示方式为信号-时间模式,然后观测输出信号,调节频率,观察在各个频段是否失真.(2)测试频率特性时,示波器Y轴输入开关为什么选择直流?便于读取数据,使测量结果更加准确.(3)测试相频特性时,若把信号发生器的正弦信号送入Y轴,被测系统的输出信号送入X轴,则根据椭圆光点的转动方向,如何确定相位的超前和迟后?若将输入和输出信号所在的坐标轴变换,则判断超前和滞后的办法也要反过来,即顺时针为滞后,逆时针为超前.七、讨论、心得1.在实验过程中,一定要耐心仔细,因为可能会出现李萨如图像与光轴的两个交点非常接近于原点,由于曲线本身的宽度,造成的视觉误差会非常大.所以在用光标测量数据的时候,一定要非常仔细耐心,尽可能让误差降到最小.2.在实验过程中,随着频率的增加,李萨如图像的显示光点也会随之减少,这个时候一定要适当调节扫描时间,尽量往小调,让扫描光点增加,形成比较完整的曲线,以便于测量与观察.3.在做第二个实验的时候,即使扫描时间已经调到了最小,仍然无法看见完整的曲线,这时,需要摁下示波器上display按钮,然后点击是否记录轨迹,然后就可以让点完整清晰地将曲线还原回来,从而减小误差.4.在计算过程中,注意认真仔细.计算量繁杂,容易导致计算错误,可以多设几个变量来解决.5.在绘制曲线过程中,如果直接用角速度w的话,有可能会出现小频率的点比较密集,大频率的点比较疏松,得到的曲线误差比较大,并且并不美观.当数据相差较大时,我采用了将横坐标求对数之后,再将新得到的数据作为横坐标绘制图像,则实验图像变得非常美观和清晰,并且具有说服力.6.通过本次实验,我了解到了频率特性测量的方法以与怎样求幅频特性|G<w>|和相频特性φ<w>的值,并且通过将自己实验所得曲线、实际计算曲线与matlab仿真之间的对比,将理论、实践、仿真融为一体,使我更加加深了频率响应曲线的认识.这样的方法,在以后的学习过程中,会应用的更加广泛,并且具有非常深远的意义.。

自动控制原理实验报告

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0.5,1,2时,输⼊幅值为1.84的正向阶跃信号,理论上依次输出幅值为0.92,1.84,3.68的反向阶跃信号。

实验中,输出信号依次为幅值为0.94,1.88,3.70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: T=0.1 T=0.033与实验测得波形⽐较可知,实际与理论值较为吻合,理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍,实际上为8/2.6=3.08,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:if i o R RU U -=TS1CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=1TS K)s (R )s (C +-=K=R f /R 1,T=R f C,(1)保持K=R f /R 1=1不变,观测T= 0.1秒,0.01秒(既R 1=100K,C=1µf ,0.1µf )时的输出波形。

利⽤matlab 仿真得到理论波形如下: T=0.1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2.12/2.28,相对误差为(2.28-2.12)/2.28=7%与理论值较为接近。

T=0.01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2.12/2.28,相对误差为(2.28-2.12)/2.28=7%与理论值较为接近(2)保持T=R f C= 0.1s 不变,分别观测K=1,2时的输出波形。

实验四典型环节和系统频率特性的测量

实验四典型环节和系统频率特性的测量

实验四 典型环节和系统频率特性的测量一、实验目的1.了解典型环节和系统的频率特性曲线的测试方法;2.根据实验求得的频率特性曲线求取相应的传递函数。

二、实验设备同实验一三、实验内容1.惯性环节的频率特性测试;2.二阶系统频率特性测试;3.无源滞后—超前校正网络的频率特性测试;4.由实验测得的频率特性曲线,求取相应的传递函数;5.用软件仿真的方法,求取惯性环节和二阶系统的频率特性。

四、实验原理设G(S)为一最小相位系统(环节)的传递函数。

如在它的输入端施加一幅值为Xm 、频率为ω的正弦信号,则系统的稳态输出为 )sin()()sin(ϕωωϕω+=+=t j G Xm t Y y m ①由式①得出系统输出,输入信号的幅值比 )()(ωωj G Xmj G Xm Xm Ym == ② 显然,)(ωj G 是输入X(t)频率的函数,故称其为幅频特性。

如用db (分贝)表示幅频值的大小,则式②可改写为XmYm j G Lg L lg 20)(20)(==ωω ③ 在实验时,只需改变输入信号频率ω的大小(幅值不变),就能测得相应输出信号的幅值Ym ,代入上式,就可计算出该频率下的对数幅频值。

根据实验作出被测系统(环节)的对数幅频曲线,就能对该系统(环节)的数学模型作出估计。

关于被测环节和系统的模拟电路图,请参见附录。

五、实验步骤1.熟悉实验箱上的“低频信号发生器”,掌握改变正弦波信号幅值和频率的方法。

利用实验箱上的模拟电路单元,设计一个惯性环节(可参考本实验附录的图4-4)的模拟电路。

电路接线无误检查后,接通实验装置的总电源,将直流稳压电源接入实验箱。

2.惯性环节频率特性曲线的测试把“低频函数信号发生器”的输出端与惯性环节的输入端相连,当“低频函数信号发生器”输出一个幅值恒定的正弦信号时,用示波器观测该环节的输入与输出波形的幅值,随着正弦信号频率的不断改变,可测得不同频率时惯性环节输出的增益和相位(可用“李沙育”图形),从而画出环节的频率特性。

东南大学实验四系统频率特性的检验测试实验报告

东南大学实验四系统频率特性的检验测试实验报告

东南大学自动控制实验室实验报告课程名称:自动控制原理实验实验名称:实验四系统频率特性的测试院(系):自动化专业:自动化姓名:学号:实验室:417 实验组别:同组人员:实验时间:2016年12月02日评定成绩:审阅教师:目录一.实验目的 (3)二.实验原理 (3)三. 实验设备 (3)四.实验线路图 (4)五、实验步骤 (4)六、实验数据 (5)七、报告要求 (6)八、预习与回答 (10)九、实验小结 (10)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前提和难点。

建模一般有机理建模和辨识建模两种方法。

机理建模就是根据系统的物理关系式,推导出系统的数学模型。

辨识建模主要是人工或计算机通过实验来建立系统数学模型。

两种方法在实际的控制系统设计中,常常是互补运用的。

辨识建模又有多种方法。

本实验采用开环频率特性测试方法,确定系统传递函数,俗称频域法。

还有时域法等。

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。

模型只取主要部分,而不是全部参数。

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。

(ω),测幅频特性幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比,即A(ω)=U oU i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,×360°。

这种方法直观,容易理解。

测出波形的周期T和相位差Δt,则相位差∅=∆tT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。

自动控制原理实验-控制系统频率特性的测试..

自动控制原理实验-控制系统频率特性的测试..

实验四 控制系统频率特性的测试1、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。

2、实验装置(1)PC586微型计算机。

(2)自动控制实验教学系统软件。

3、实验步骤及数据处理(1)首先确定被测对象模型的传递函数G (S ),根据具体情况,先自拟三阶系统的传递函数,)12)(1()(22221+++=s T s T s T K s G ξ,设置好参数K T T ,,,21ξ。

要求:1T 和2T 之间相差10倍左右,1T <2T 或2T <1T 均可,数值可在0.01秒和10秒之间选择,ξ取0.5左右,K ≤10。

设置T1=0.1,T2=1,ξ =0.5,K=5。

(3)设置好各项参数后,开始作仿真分析,首先作幅频特性测试。

①根据所设置的1T ,2T 的大小,确定出所需频率范围(低端低于转折频率小者10倍左右,高端高于转折频率高者10倍左右)。

所需频率范围是:0.1rad/s 到100rad/s 。

②参考实验模型窗口图,设置输入信号模块正弦信号的参数,首先设置正弦信号幅度Amplitude,例如设置Amplitude=1,然后设置正弦频率Frequency ,单位为rads/sec 。

再设置好X 偏移模块的参数,调节Y 示波器上Y 轴增益,使在所取信号幅度下,使图象达到满刻度。

③利用Y 示波器上的刻度(最好用XY 示波器上的刻度更清楚地观察),测试输入信号的幅值(用2m X 表示),也可以参考输入模块中设置的幅度,记录于表7--2中。

此后,应不再改变输入信号的幅度。

④依次改变输入信号的频率(按所得频率范围由低到高即ω由小到大慢慢改变,特别是在转折频率处更应多测试几点,注意:每次改变频率后要重新启动Simulation|Start 选项,观察“李沙育图形” 读出数据),利用Y 示波器上的刻度(也可以用XY 示波器上的刻度更清楚地观察,把示波器窗口最大化,此时格数增多更加便于观察),测试输出信号的幅值(用2m Y 表示),并记录于表7--2(本表格不够,可以增加)。

实验四典型环节和系统频率特性的测量

实验四典型环节和系统频率特性的测量

一、实验目的1、了解典型环节系和统的频率特性曲线的测量方法2、根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数二 实验设备1、THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台2、PC 机一台(含“THBDC-1”软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线三 实验内容(1)惯性环节的频率特性测试R1=R2=100K C=1uF R0=200K闭环传递函数为=)()(0S U S U i 1+TS K =实验记录Bode 图理论计算数据(2)二阶系统OP1,惯性环节,10.2S+1 ;OP2,积分环节,1S 10.1S ;OP3,反相,(-1);25100:()52552X R K G S S S ==+⨯⨯+ ωn=2.236 ζ=1.118250R 10:()502505020X K G S S ==+⨯⨯+ ωn=7.071 ζ=0.3536实验记录波特图 Rx=100K实验记录波特图 Rx=10K仿真波特图 Rx=100K 仿真波特图 Rx=10K校正前观察响应曲线为校正后串联一个惯性装置波特图校正前后对比思考题:1、根据上位机测得的Bode图的幅频特性,就能确定系统(或环节)的相频特性,试问这在什么系统时才能实现?必须在开环二阶系统中,而且只能确定最小相位系统。

2、实验时所获得的性能指标为何与设计时确定的性能指标有偏差?因为在设计时,很多计算采用的近似计算,同时实验时用的电阻元件参数与设计不完全一致。

3.什么是超前校正装置和滞后校正装置,他们各利用矫正装置的什么特性对系统进行校正?答:超前校正装置用于改善系统的动态性能,实现在系统静态性能不受损的前提下,提高系统的动态性能。

通过加入超前校正环节,利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度,改变系统的开环频率特性。

一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点。

而滞后校正装置则通过加入滞后校正环节,使系统的开环增益有较大幅度增加,同时又使校正后的系统动态指标保持原系统的良好状态。

自动控制原理实验四 线性系统的频域分析

自动控制原理实验四 线性系统的频域分析

实验四 线性系统的频域分析一、实验目的1.掌握用MATLAB 语句绘制各种频域曲线。

2.掌握控制系统的频域分析方法。

二、基础知识及MATLAB 函数频域分析法是应用频域特性研究控制系统的一种经典方法。

它是通过研究系统对正的Nyquist 曲线没有逆时针包围(-1,j0)点,所以闭环系统稳定。

p =-0.7666 + 1.9227i-0.7666 - 1.9227i-0.4668若上例要求绘制)10,10(32-∈ω间的Nyquist 图,则对应的MATLAB 语句为:num=[2 6];den=[1 2 5 2];w=logspace(-1,1,100); 即在10-1和101之间,产生100个等距离的点nyquist(num,den,w)2)Bode图的绘制与分析系统的Bode图又称为系统频率特性的对数坐标图。

Bode图有两张图,分别绘制开环频率特性的幅值和相位与角频率ω的关系曲线,称为对数幅频特性曲线和对数相频特性曲线。

mag,phase是指系统频率响应的幅值和相角,幅值的单位为dB,它的算式为magdB=20lg10(mag)指定幅值范围和相角范围的MATLABnum=[0 0 15 30];den=[1 16 100 0];w=logspace(-2,3,100);[mag,phase,w]=bode(num,den,w); %指定Bode图的幅值范围和相角范围图4-2(a) 幅值和相角范围自动确定的Bode图图4-2(b) 指定幅值和相角范围的Bode图subplot(2,1,1); %将图形窗口分为2*1个子图,在第1个子图处绘制图形semilogx(w,20*log10(mag)); %使用半对数刻度绘图,X轴为log10刻度,Y轴为线性刻度grid onxlabel(‘w/s^-1’); ylabel(‘L(w)/dB’);title(‘Bode Diagram of G(s)=30(1+0.5s)/[s(s^2+16s+100)]’);subplot(2,1,2);%将图形窗口分为2*1个子图,在第2个子图处绘制图形semilogx(w,phase);grid onxlabel(‘w/s^-1’); ylabel(‘ (0)’);注意:半Bode图的绘制可用semilogx函数实现,其调用格式为semilogx(w,L),其wcp = 1.1936如果已知系统的频域响应数据,还可以由下面的格式调用函数:[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(mag,phase,w)其中(mag,phase,w)分别为频域响应的幅值、相位与频率向量。

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(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。

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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)
(y tω为纵轴,而以tω作为参变量,则随tω的变xω为横轴,以)
(t
化,)
(y tω?所确定的点的轨迹,将在 x--y平面上描绘出一条封闭的xω和)
(t
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。

(3)对用频率特性测试系统数学模型方法的评测
答:用这种方法进行此次实验能够让我们更好地了解其过程,原理及方法。

但本次实验的数据量很大,需要读取较多坐标,教学软件可以更智能一些,
增加一些自动读取坐标的功能。

七.实验总结
通过本次实验,我加深了对线性定常系统的频率特性的认识,掌握了用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法。

使我把书本知识与实际操作联
系起来,加深了对课程内容的理解。

在处理数据时,需要进行一定量的计算,
这要求我们要细心、耐心,作图时要注意不能用普通坐标系,而是半对数坐
标系进行作图。

:轨迹曲线
1.1
0.1
0.5
0.9
1
1.1
1.4
9 4
10
11
20
30
50
100。

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