实验一 典型环节的电路模拟与数字仿真实验
典型环节的电路模拟实验报告
典型环节的电路模拟实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过电路模拟实验，加深对典型电路环节的理解，掌握电路分析和模拟技术，提高实际应用能力。
二、实验仪器与设备。
1. 信号发生器。
2. 示波器。
3. 电压表。
4. 电流表。
5. 电阻箱。
6. 电感。
7. 电容。
8. 多用电表。
9. 直流稳压电源。
10. 模拟电路实验箱。
三、实验内容。
1. 一阶电路的模拟实验。
首先，我们搭建了一个简单的一阶电路，包括一个电阻和一个电容。
通过改变输入信号的频率，我们观察到电压和相位随频率的变化规律，验证了一阶电路的频率响应特性。
2. 二阶电路的模拟实验。
接着，我们搭建了一个二阶电路，包括一个电阻、一个电感和一个电容。
通过改变输入信号的频率和幅值，我们观察到了电路的频率响应和幅频特性，并绘制了幅频特性曲线和相频特性曲线。
3. 交流电桥路的模拟实验。
最后，我们进行了交流电桥路的模拟实验，通过调节电阻箱和电容箱的数值，平衡电桥，测得了未知电阻和未知电容的数值。
四、实验结果与分析。
通过本次实验，我们深入了解了一阶电路、二阶电路和交流电桥路的特性，掌握了电路分析和模拟技术，提高了实际应用能力。
我们通过实验数据的分析，验证了理论知识，加深了对电路特性的认识，为今后的电路设计和分析打下了坚实的基础。
五、实验总结。
本次实验使我们更加熟悉了典型电路环节的特性和分析方法，提高了我们的动手能力和实际操作技能。
通过实验，我们不仅加深了对电路理论知识的理解，而且提高了实际应用能力，对今后的学习和科研工作都具有重要意义。
六、实验心得。
通过本次实验，我们深刻体会到了实验与理论相结合的重要性，只有通过实际操作，我们才能更好地理解和掌握理论知识。
同时，实验中我们也遇到了一些问题，但通过团队合作和老师的指导，我们顺利地完成了实验，并取得了令人满意的结果。
七、参考文献。
1. 《电路分析》，XXX，XXX出版社，XXXX年。
2. 《电路模拟与实验》，XXX，XXX出版社，XXXX年。
自动控制原理实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真
实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真一、实验目的1.熟悉THSSC-4型信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验箱及上位机软件的使用；2.熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3.测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、实验设备1.THSSC-4型信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验箱；2.PC 机一台(含上位机软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线；3.双踪慢扫描示波器一台(可选)； 三、实验内容1.设计并组建各典型环节的模拟电路；2.测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；3.在上位机仿真界面上，填入各典型环节数学模型的实际参数，据此完成它们对阶跃响应的软件仿真，并与模拟电路测试的结果相比较。
四、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。
熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析是十分有益的。
本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图 如图1-1所示。
图中Z 1和Z 2表示由R 、C 构成的复数阻抗。
1.比例（P ）环节 图1-1比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。
它的传递函数与方框图分别为：K S U S U S G i O ==)()()(当U i (S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K 时的响应曲线如图1-2所示。
图1-22.积分（I ）环节积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。
它的传递函数与方框图分别为：TsS U S U s G i O 1)()()(==设U i (S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T 时的响应曲线如图1-3所示。
图1-33.比例积分(PI)环节比例积分环节的传递函数与方框图分别为：)11(11)()()(21211212CSR R R CS R R R CS R CS R S U S U s G i O +=+=+==其中T=R 2C ，K=R 2/R 1设U i (S)为一单位阶跃信号，图1-4示出了比例系数(K)为1、积分系数为T 时的PI 输出响应曲线。
实验报告1--典型环节的模拟研究
南昌大学实验报告学生姓名：梁志甲学号：6101113153 专业班级：电气134实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：一、实验项目名称：典型环节的模拟研究二、实验要求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三、主要仪器设备及耗材1．计算机一台（Windows XP操作系统）2．AEDK-labACT自动控制理论教学实验系统一套3．LabACT6_08软件一套四、实验内容和步骤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实验步骤：注：‘S ST’不能用“短路套”短接！（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui）：B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/+5V阶跃）。
阶跃信号输出（B1的Y测孔）调整为4V（调节方法：按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮，L9灯亮，调节电位器，用万用表测量Y测孔）。
（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：（注：CH1选‘×1’档。
时间量程选‘×1’档）①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），用示波器观测A6输出端（Uo ）的实际响应曲线Uo （t ）。
② 改变比例系数（改变运算模拟单元A1的反馈电阻R 1），重新观测结果，填入实验报告。
2)．观察惯性环节的阶跃响应曲线典型惯性环节模拟电路如图3-1-4所示。
图3-1-4 典型惯性环节模拟电路实验步骤： 注：‘S ST’不能用“短路套”短接！（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’ 和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui ）： B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND ），右边K4开关拨下（0/+5V 阶跃）。
实验一--典型环节的电路模拟
自动控制原理实验报告院（系）：能源与环境学院专业：热能与动力工程姓名：周宇盛学号： 03010130 同组人员：王琪耀马晓飞实验时间： 2012 年 10 月 23 日实验名称：典型环节的电路模拟一、实验目的1. 熟悉THBDC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台及上位机软件的使用；2. 熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3. 测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
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(含上位机软件)、数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、采接卡接口线；三、实验内容1. 设计并组建各典型环节的模拟电路；2. 测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；一、各典型环节电路图1. 比例（P ）环节根据比例环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。
图中后一个单元为反相器，其中R 0=200K 。
若比例系数K=1时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K 。
若比例系数K=2时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=200K 。
2. 积分（I ）环节根据积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。
图中后一个单元为反相器，其中R 0=200K 。
若积分时间常数T=1S 时，电路中的参数取：R=100K ，C=10uF(T=RC=100K ×10uF=1)； 若积分时间常数T=时，电路中的参数取：R=100K ，C=1uF(T=RC=100K ×1uF=；3. 比例积分(PI)环节根据比例积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。
图中后一个单元为反相器，其中R 0=200K 。
若取比例系数K=1、积分时间常数T=1S 时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K ，C=10uF(K= R 2/ R 1=1,T=R 1C=100K ×10uF=1)；若取比例系数K=1、积分时间常数T=时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K ，C=1uF(K= R 2/ R 1=1,T=R 1C=100K ×1uF=。
实验报告典型环节的电路模拟
东南大学能源与环境学院实验报告课程名称：自动控制原理实验名称：典型环节的电路模拟院（系）：能源与环境学院专业：热能与动力工程姓名：李鹏学号：03009414实验室：自动控制实验室实验组别：同组人员：陈兴实验时间：2011年10 月14日评定成绩：审阅教师：目录一．实验目的 (3)二．实验设备 (3)三．实验内容 (3)四．实验曲线 (3)五．实验原理 (5)六．实验结论 (7)七．实验思考题 (7)典型环节的电路模拟（实验报告）姓名:李鹏学号:03009414 班级:030094实验指导老师：__________________ 成绩：____________________一、实验目的1. 熟悉THBDC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台及上位机软件的使用；2. 熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3. 测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
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(含上位机软件)、数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、采接卡接口线三、实验内容1. 设计并组建各典型环节的模拟电路；2. 测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；四、实验数据或曲线图1 实验曲线对应参数如下：1.1 1.22.1 2.23.1 3.24.1 4.25.1 5.2五、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。
熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析是十分有益的。
本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图如图1-1所示。
图中Z 1和Z 2表示由R 、C 构成的复数阻抗。
1. 比例（P ）环节 图1-1比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。
它的传递函数与方框图分别为：K S U S U S G i O ==)()()(当U i (S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K 时的响应曲线如图1-2所示。
最新自动控制原理实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真
实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真一、实验目的1.熟悉THSSC-4型信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验箱及上位机软件的使用；2.熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3.测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、实验设备1.THSSC-4型信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验箱；2.PC 机一台(含上位机软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线；3.双踪慢扫描示波器一台(可选)； 三、实验内容1.设计并组建各典型环节的模拟电路；2.测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；3.在上位机仿真界面上，填入各典型环节数学模型的实际参数，据此完成它们对阶跃响应的软件仿真，并与模拟电路测试的结果相比较。
四、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。
熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析是十分有益的。
本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图 如图1-1所示。
图中Z 1和Z 2表示由R 、C 构成的复数阻抗。
1.比例（P ）环节 图1-1比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。
它的传递函数与方框图分别为：K S U S U S G i O ==)()()(当U i (S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K 时的响应曲线如图1-2所示。
图1-22.积分（I ）环节积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。
它的传递函数与方框图分别为：TsS U S U s G i O 1)()()(==设U i (S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T 时的响应曲线如图1-3所示。
图1-33.比例积分(PI)环节比例积分环节的传递函数与方框图分别为：)11(11)()()(21211212CSR R R CS R R R CS R CS R S U S U s G i O +=+=+==其中T=R 2C ，K=R 2/R 1设U i (S)为一单位阶跃信号，图1-4示出了比例系数(K)为1、积分系数为T 时的PI 输出响应曲线。
典型环节的电路模拟与软件仿真研究
典型环节的电路模拟与软件仿真研究在电子电路设计中，电路模拟和软件仿真是至关重要的环节。
通过电路模拟和软件仿真，我们可以有效地预测电路的性能和行为，从而提前发现并解决潜在问题，确保电路设计的稳定性和可靠性。
本文将从定义、方法、工具、应用等方面对典型环节的电路模拟和软件仿真进行全面研究和说明。
一、定义和方法电路模拟是指通过计算机软件模拟电路中电信号的传递和变化过程，以达到预测电路性能并进一步优化电路设计的目的。
常见的电路模拟方法有蒙特卡罗模拟法、数字仿真法等。
软件仿真是指使用计算机软件对电路进行仿真，以模拟电路的行为、响应和参数等信息。
常见的软件仿真软件有PSpice、Multisim和LTspice等。
二、工具介绍1、PSpicePSpice是一款电路仿真软件，由Cadence公司开发。
它可以模拟模拟和数字电路，且操作简单，使用广泛。
PSpice提供丰富的电路组件、仿真模型和矢量图像等，可以满足大部分的仿真需求。
2、MultisimMultisim是美国NI公司开发的电路仿真软件，具有图形化界面和多样的仿真功能。
Multisim 能够模拟模拟和数字电路，并包括了数据采集和设计验证等附加功能，确保了高效且精确的仿真和分析。
3、LTspiceLTspice是一种用于模拟和构建电路图的自由软件，由Linear Technology公司开发。
它可以对模拟电路进行精确的SPICE仿真，并提供方便的电流波形捕获和频谱分析工具。
三、应用电路模拟和软件仿真广泛应用于电子电路设计的各个环节，如模拟和数字电路的设计、电源电路的设计、信号放大器的设计等。
1、模拟电路的设计在模拟电路的设计中，电路模拟和软件仿真是必不可少的工具。
首先，我们可以通过仿真软件对模拟电路的直流参数进行模拟分析和计算，如电流、电压、功率等。
同时，通过软件仿真，我们可以预测电路的动态性能特征，如相位响应、时间响应等。
2、电源电路的设计在电源电路的设计中，电路模拟和软件仿真也是必不可少的工具。
典型环节的电路模拟与软件仿真研究实验结论
典型环节的电路模拟与软件仿真研究实验结论本研究实验以典型环节的电路模拟与软件仿真为研究对象，通过理论推导与实验验证的方式，得出以下结论：
1.钳位电路是一种常用的电路保护装置，可以在控制电压范围内保护电路不被过压或过流损坏。
2.比例积分控制器在控制系统中具有广泛应用，能够实现稳态误差为零的控制效果，并能够对系统的超调量和响应速度进行调节。
3.串联型PID控制器在控制系统中也有着重要的应用，其控制效果优于传统的比例积分控制器，能够更加精确地控制系统的稳态误差和动态响应性能。
4.在软件仿真实验中，利用MATLAB/Simulink软件可以方便快捷地进行电路模拟和控制系统仿真，有效提高了研究效率和准确性。
综上所述，本研究实验对典型环节的电路模拟和控制系统仿真进行了深入研究，得到了有价值的结论，为相关领域的研究提供了参考和借鉴。
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自动控制原理实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真
实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真一、实验目的1.熟悉THSSC-4型信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验箱及上位机软件的使用；2.熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3.测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、实验设备型信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验箱；机一台(含上位机软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线；3.双踪慢扫描示波器一台(可选)； 三、实验内容1.设计并组建各典型环节的模拟电路；2.测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；3.在上位机仿真界面上，填入各典型环节数学模型的实际参数，据此完成它们对阶跃响应的软件仿真，并与模拟电路测试的结果相比较。
四、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。
熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析是十分有益的。
本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图 如图1-1所示。
图中Z 1和Z 2表示由R 、C 构成的复数阻抗。
1.比例（P ）环节 图1-1比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。
它的传递函数与方框图分别为：K S U S U S G i O ==)()()(当U i (S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K 时的响应曲线如图1-2所示。
图1-22.积分（I ）环节积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。
它的传递函数与方框图分别为：TsS U S U s G i O 1)()()(==设U i (S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T 时的响应曲线如图1-3所示。
图1-33.比例积分(PI)环节比例积分环节的传递函数与方框图分别为：)11(11)()()(21211212CSR R R CS R R R CS R CS R S U S U s G i O +=+=+==其中T=R 2C ，K=R 2/R 1设U i (S)为一单位阶跃信号，图1-4示出了比例系数(K)为1、积分系数为T 时的PI 输出响应曲线。
典型环节的电路模拟实验报告
典型环节的电路模拟实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过电路模拟实验，加深对典型环节电路的理解，掌握电路模拟实验的基本方法和技巧，提高实验操作能力和实验数据处理能力。
二、实验仪器与设备。
1. 电源，直流稳压电源。
2. 示波器，数字示波器。
3. 信号发生器，正弦波信号发生器。
4. 万用表，数字万用表。
5. 电阻箱，标准电阻箱。
6. 电容箱，标准电容箱。
7. 电感箱，标准电感箱。
8. 电路板，实验用电路板。
9. 直流电桥，数字直流电桥。
三、实验内容。
1. 一阶低通滤波器。
搭建一阶低通滤波器电路，利用示波器观察输入输出信号波形，测量幅频特性曲线。
2. 二阶低通滤波器。
搭建二阶低通滤波器电路，观察输入输出信号波形，测量幅频特性曲线。
3. 非线性电路。
搭建非线性电路，观察输入输出信号波形，研究非线性电路的特性。
四、实验步骤与方法。
1. 按照实验要求，搭建电路并连接好各种仪器设备。
2. 调节电源输出电压和信号频率，使其符合实验要求。
3. 利用示波器观察输入输出信号波形，记录数据。
4. 利用万用表测量电路中各元件的电压、电流值。
5. 对实验数据进行处理和分析，绘制幅频特性曲线和特性曲线。
五、实验结果与分析。
1. 一阶低通滤波器实验结果显示，随着频率的增加，输出信号的幅值逐渐减小，符合一阶低通滤波器的特性。
2. 二阶低通滤波器实验结果显示，在一定频率范围内，输出信号的幅值随频率的增加而减小，超过一定频率后，输出信号幅值急剧下降，呈现出二阶低通滤波器的特性。
3. 非线性电路实验结果显示，输入信号的幅值较小时，输出信号基本与输入信号一致；当输入信号幅值较大时，输出信号出现明显的失真现象，符合非线性电路的特性。
六、实验总结。
通过本次实验，我对典型环节电路的特性有了更深入的了解，掌握了电路模拟实验的基本方法和技巧，提高了实验操作能力和实验数据处理能力。
同时，也加深了对电路原理的理解，为今后的学习打下了坚实的基础。
七、存在的问题与改进意见。
典型环节的电路模拟实验报告
典型环节的电路模拟实验报告典型环节的电路模拟实验报告引言：电路模拟实验是电子工程专业学生必修的一门实践课程。
通过模拟电路实验，学生可以深入了解电路的基本原理和特性，培养实际操作能力和解决问题的能力。
本文将以典型环节的电路模拟实验为主题，探讨实验的目的、实验步骤和实验结果。
实验目的：本次实验的目的是通过模拟电路实验，掌握电路中的电压、电流、功率等基本概念，并学会使用示波器和万用表等仪器进行测量和分析。
同时，通过实验，加深对电路中电阻、电容和电感等元件的理解，掌握它们的特性和应用。
实验步骤：1. 实验前的准备工作：检查仪器设备是否正常，确认实验电路的连接方式和元件的参数。
2. 搭建基本电路：根据实验要求，搭建所需的基本电路。
例如，可以选择一个简单的RC电路，包括一个电阻、一个电容和一个电源。
3. 测量电路参数：使用万用表测量电阻的阻值，并记录下来。
然后，使用示波器测量电路中的电压和电流，并观察波形。
4. 分析电路特性：根据实验结果，分析电路的特性。
例如，可以计算电路中的电流和电压的关系，并绘制相应的图表。
5. 进行实验改进：根据实验结果，对电路进行改进。
例如，可以尝试改变电容的值，观察电路的响应变化，并记录下来。
6. 实验总结：总结实验过程中的问题和收获，提出对电路的改进意见。
实验结果：通过实验，我们得到了以下结果：1. 在RC电路中，电流和电压的关系是指数衰减的。
2. 随着电容值的增大，RC电路的时间常数增大，电路的响应时间变长。
3. 改变电容的值可以改变电路的响应速度和稳定性。
讨论与分析：通过本次实验，我们深入了解了电路中的电压、电流和功率等基本概念，并学会了使用示波器和万用表等仪器进行测量和分析。
同时，我们也加深了对电路中电阻、电容和电感等元件的理解，掌握了它们的特性和应用。
然而，本次实验也存在一些问题和改进的空间。
首先，由于实验时间和资源的限制，我们只能选择了一个简单的RC电路进行实验。
如果有更多的时间和资源，可以尝试搭建其他类型的电路，如RLC电路，以进一步深入研究电路的特性。
典型环节的电路模拟与软件仿真研究实验总结
典型环节的电路模拟与软件仿真研究实验总结
典型环节的电路模拟与软件仿真研究实验总结
在电路设计和实践中，电路模拟和软件仿真是不可或缺的一部分。
本次实验旨在通过学习典型电路环节的电路模拟和软件仿真，在实践中掌握基本的设计方法和分析思路，提高电路设计和实现的能力。
首先，我们学习了理想运放运算放大器的基本原理和使用方法。
在软件仿真中，我们通过搭建反馈电路实现了电压放大、电流放大和电子积分电路的仿真。
同时我们也通过实际电路的搭建进行了实验验证，结果与仿真结果十分吻合。
其次，我们学习了电源电压稳压器的基本原理和使用方法。
在软件仿真中，我们通过搭建稳压器电路实现了对输入电压的稳压输出。
实验结果表明，电路稳定性和可靠性优秀，较好地实现了对电压的稳定调节和控制。
最后，我们学习了开关电源的基本原理和使用方法。
在软件仿真中，我们通过搭建开关电源电路实现了高频开关，能够实现对输入电压的变换和功率转换。
实验结果表明，开关电源具有高效能、高可靠性、反应迅速的优点，具有广泛的应用前景。
总之，通过本次实验，我们深入学习和掌握了电路模拟和软件仿真的基本方法和技巧，在实践中不断提高电路设计和分析能力，并为日后的电路设计和实现奠定了基础。
实验一 控制系统典型环节的模拟实验
实验一控制系统典型环节的模拟实验一、实验目的1、掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。
2、测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。
二、实验内容1、对表一所示各典型环节的传递函数设计相应的模拟电路(参见表二)2、测试各典型环节在单位阶跃信号作用下的输出响应。
3、改变各典型环节的相关参数，观测对输出响应的影响。
三、实验内容及步骤1、观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。
①准备：使运放处于工作状态。
将信号发生器单元U1的ST端与+5V端用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（3DJ6）夹断，这时运放处于工作状态。
②阶跃信号的产生：电路可采用图1-1所示电路，它由“阶跃信号单元”（U3）及“给定单元”（U4）组成。
具体线路形成：在U3单元中，将H1与+5V端用1号实验导线连接，H2端用1号实验导线接至U4单元的X端；在U4单元中，将Z端和GND端用1号实验导线连接，最后由插座的Y 端输出信号。
以后实验若再用阶跃信号时，方法同上，不再赘述。
实验步骤：①按表二中的各典型环节的模拟电路图将线接好(先接比例)。
(PID先不接)②将模拟电路输入端(U i)与阶跃信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。
③按下按钮(或松开按钮)SP时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。
改变比例参数，重新观测结果。
④同理得积分、比例积分、比例微分和惯性环节的实际响应曲线，它们的理想曲线和实际响应曲线参见表三。
2、观察PID环节的响应曲线。
实验步骤：①将U1单元的周期性方波信号(U1 单元的ST端改为与S端用短路块短接，S11波段开关置于“方波”档，“OUT”端的输出电压即为方波信号电压，信号周期由波段开关S11和电位器W11调节，信号幅值由电位器W12调节。
以信号幅值小、信号周期较长比较适宜)。
②参照表二中的PID模拟电路图，按相关参数要求将PID电路连接好。
典型环节的电路模拟与软件仿真课案
学生实验报告（理工类）课程名称：自动控制原理专业班级： 14电气（2）学生学号：学生姓名：所属院部：机电工程学院指导教师：吴洪兵20 15 ——20 16 学年第二学期金陵科技学院教务处制实验项目名称：典型环节的电路模拟与软件仿真实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点： PAC 电气控制实验室 实验日期： 2016年5月26日 实验成绩： 批改教师： 吴洪兵 批改时间： 一、实验目的和要求1熟悉典型环节的电路模拟；2熟悉MA TLAB 中的simulink 仿真。
二、实验仪器和设备计算机一台三、实验过程（1）比例环节（又叫放大环节）定义:具有比例运算关系的元部件称为比例环节。
特点:输出量按一定比例复现输入量，无滞后、失真现象。
运动方程: c(t)=K r(t) K ——放大系数 传递函数：()K =s G放大电路其它一些比例环节：()r t ()c t 1r 2r ()R s ()C s 212r r r +()R s ()C s 21R R -K+-()r t ()c t 1R 2R 3R β+c E R()c i t ()b i t ()c I s ()b I s（2）惯性环节 (又叫非周期环节)定义:惯性环节的微分方程是一阶的,且输出响应需要一定的时间才能达到稳态值，故称为一阶惯性环节。
特点：此环节中含有一个独立的储能元件，以致对突变的输入来说，输出不能立即复现，存在时间上的延迟。
运动方程为：)()()(t r t c dtt dc T=+ 传递函数：()11+=Ts s G T ——惯性环节时间常数+-+-U r （t ）U c （t ）RCRC 电路其它一些惯性环节r(t)11L s R+()R s ()C s M()f t ()v t B()F s ()V s ()T t ()t ϕJB()T s ()s Ωc(t)RL11+s BJB 11+s BJB（3）积分环节定义:符合积分运算关系的环节称为积分环节。
典型环节的电路模拟与软件仿真研究中各实验环节的测试数据及响应
典型环节的电路模拟与软件仿真研究一、引言电路模拟与软件仿真是电子工程中重要的研究方法之一，通过计算机模拟电路工作原理和性能，可以节省成本、提高效率。
本文将就典型环节的电路模拟与软件仿真研究展开探讨，包括实验环节的测试数据和响应。
二、实验环节电路模拟与软件仿真的实验环节通常包括以下几个步骤：1. 电路设计在进行电路模拟与软件仿真之前，首先需要对待研究的电路进行设计。
设计过程包括选择器件、确定电路拓扑结构、计算元件参数等。
这一步的目的是为了确定仿真工作的基础。
2. 电路参数设置在进行仿真之前，需要对电路中的元件进行参数设置。
这些参数可以是电阻、电容、电感等，也可以是元件的非线性特性参数。
设置电路参数的准确性直接影响仿真结果的准确性。
3. 仿真软件选择根据电路特点和研究需求，选择合适的仿真软件。
常见的仿真软件有PSPICE、MULTISIM等。
选定仿真软件后，需要根据软件的使用手册熟悉软件使用方法。
4. 参数扫描仿真在进行仿真工作时，可以选择对电路中的某个或某些元件参数进行扫描仿真。
通过改变元件的参数值，可以观察仿真结果对参数变化的响应。
这对于分析电路的稳定性、灵敏度等指标非常有帮助。
三、典型环节的测试数据与响应根据任务名称，本文将对几个典型环节的测试数据与响应进行探讨。
1. 电路稳定性测试电路稳定性是电路设计中非常重要的指标之一。
在进行电路模拟与软件仿真时，可以通过改变输入电压或负载电流等来测试电路的稳定性。
通过观察电路在不同输入条件下的输出波形和稳态响应，可以分析电路的稳定性是否满足设计要求。
2. 电路频率响应测试电路的频率响应是指电路对不同频率信号的响应情况。
在进行电路模拟与软件仿真时，可以通过输入不同频率的信号来测试电路的频率响应特性。
观察电路在不同频率下的幅频特性和相频特性，可以分析电路对不同频率信号的放大、衰减、相位变化等情况。
3. 电路灵敏度测试电路的灵敏度是指电路输出对于输入参数变化的敏感程度。
自控实验1：典型环节的电路模拟
实验报告课程名称：自动控制原理实验名称：典型环节的电路模拟院（系）：能源与环境学院专业：热能与动力工程姓名：谭强学号：03009224实验时间：2011 年10 月26日评定成绩：审阅教师：一、画出各典型环节的实验电路图，并注明参数。
1.比例（P）环节图中后一个单元为反相器，其中R0=200K。
若比例系数K=1时，电路中的参数取：R1=100K , R2=100K；若比例系数K=2时，电路中的参数取：R1=100K , R2=200K。
2.积分（I）环节图中后一个单元为反相器，其中R0=200K。
若积分时间常数T=1S时，电路中的参数取：R=100K , C=10uF （T=RC=100K*10uF=1）；若积分时间常数T=0.1S时，电路中的参数取：R=100K，C=1uF （T=RC=100K*1uF=0.1）。
3.比例积分（PI）环节图中后一个单元为反相器，其中R0=200K。
若取比例系数K=1、积分时间常数T=1S时，电路中的参数取：R1=100K,R2=100K，C=10uF（K=R2/R1=1，T=R1C=100K*10uF=1S）；若取比例系数K=1，积分时间常数T=0.1S时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K，C=1uF（K=R2/R1=1，T=R1C=100K*1uF=0.1S）。
4.比例微分(PD)环节图中后一个单元为反相器，其中R0=200K。
若比例系数K=1、微分时间常数T=1S时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K，C=10uF（K=R2/R1=1，T=R1C=100K*10uF=1S）；若比例系数K=0.5S、微分时间常数T=1S时，电路中的参数取：R1=200K,R2=100K,C=10uF(K=R2/R1=0.5,T=R1C=100K*10uF=1S)。
5.惯性环节图中后一个单元为反相器，其中R0=200K。
若比例系数K=1、时间常数T=1S时，电路中的参数取：R1=100K,R2=100K,C=10uF(K=R2/R1=1,T=R2C=100K*10uF=1);若比例系数K=1，时间常数T=2S时，电路中的参数取：R1=100K，R2=200K ，C=10uF （K=R2/R1=2，T=R2C=200K*10uF=2） 二、 写出各典型环节的传递函数和方框图 1. 比例（P ）环节 KS U S US G i O==)()()(2. 积分（I ）环节3. 比例积分（PI ）环节4. 比例微分（PD ）环节)1()1()(112CS R R R TS K s G +=+= 其中CR T R R K D 112,/==5. 惯性环节TsS U S U s G i O 1)()()(==)11(11)()()(21211212CSR R R CSR R R CSR CS R S U S U s G i O +=+=+==1)()()(+==TS K S U S U s G iO三, 根据测得的典型环节单位阶跃响应曲线，分析参数变化对动态特性的影响1.比例环节：（1）若比例系数K=1时，电路中的参数取：R1=100K , R2=100K：（2）若比例系数K=2时，电路中的参数取：R1=100K , R2=200K分析：由于是比例环节，参数的变化对于动态特性没有影响。
典型环节的电路模拟与软件仿真研究实验报告
典型环节的电路模拟与软件仿真研究实验报告本实验旨在通过电路模拟和软件仿真的方法，研究典型环节的工作原理和特性。
具体内容包括以下部分：
1. 直流电源的模拟与仿真：通过搭建简单的直流电路，模拟和仿真直流电源的工作原理和特性，包括电压、电流、功率等参数的变化规律，以及电路中各组件的作用和影响。
2. 信号放大器的模拟与仿真：通过搭建信号放大器电路，模拟和仿真信号放大器的放大倍数、带宽、噪声等参数的特性，以及电路中各组件的作用和影响。
3. 滤波器的模拟与仿真：通过搭建低通、高通、带通和带阻滤波器电路，模拟和仿真滤波器的截止频率、通带和阻带等参数的特性，以及电路中各组件的作用和影响。
4. 模拟信号的采集与处理：通过搭建模拟信号的采集电路，模拟和仿真模拟信号的采集、放大、滤波和数字化等过程，以及信号处理中各组件的作用和影响。
通过以上实验内容的学习和实践，可以深入理解电路的工作原理和特性，掌握电路模拟和软件仿真的方法，为电路设计和应用提供基础支持和技术保障。
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自动控制原理实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真
实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真一、实验目的1.熟悉THSSC-4型信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验箱及上位机软件的使用；2.熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3.测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、实验设备型信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验箱；机一台(含上位机软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线；3.双踪慢扫描示波器一台(可选)； 三、实验内容1.设计并组建各典型环节的模拟电路；2.测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；3.在上位机仿真界面上，填入各典型环节数学模型的实际参数，据此完成它们对阶跃响应的软件仿真，并与模拟电路测试的结果相比较。
四、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。
熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析是十分有益的。
本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图 如图1-1所示。
图中Z 1和Z 2表示由R 、C 构成的复数阻抗。
1.比例（P ）环节 图1-1比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。
它的传递函数与方框图分别为：K S U S U S G i O ==)()()(当U i (S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K 时的响应曲线如图1-2所示。
图1-22.积分（I ）环节积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。
它的传递函数与方框图分别为：TsS U S U s G i O 1)()()(==设U i (S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T 时的响应曲线如图1-3所示。
图1-33.比例积分(PI)环节比例积分环节的传递函数与方框图分别为：)11(11)()()(21211212CSR R R CS R R R CS R CS R S U S U s G i O +=+=+==其中T=R 2C ，K=R 2/R 1设U i (S)为一单位阶跃信号，图1-4示出了比例系数(K)为1、积分系数为T 时的PI 输出响应曲线。
典型环节的电路模拟与数字仿真研究
实验一典型环节的电路模拟与数字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，掌握电路模拟和数字仿真研究方法二、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．运行所编制的程序，完成典型环节阶跃特性的数字仿真研究，并与电路模拟研究的结果作比较。
三、实验步骤1．熟悉实验设备，设计并连接各种典型环节（如：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；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；3．调用上位机上的软件仿真程序，完成各典型环节阶跃特性的数字仿真研究，并与电路模拟测试的结果作比较。
100K R =，1212T CR R =+， 实验参数取R 0＝10k ，R 1＝10k ，R 2＝10k ，R 3＝200，C ＝1uF ， R=10k 。
实验二典型系统动态性能和稳定性分析的电路模拟与数字仿真研究一、实验目的1．学习和掌握动态性能指标的测试方法。
2．研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响。
二、实验内容1．观测二阶系统的阶跃响应，测出其超调量和调节时间，并研究其参数变化对动态性能和稳定性的影响。
2．观测三阶系统的阶跃响应，测出其超调量和调节时间，并研究其参数变化对动态性能和稳定性的影响。
三、实验步骤1．熟悉实验设备，设计并连接由一个积分环节和一个惯性环节组成的二阶闭环系统的模拟电路；2．利用实验设备观测该二阶系统模拟电路的阶跃特性，并测出其超调量和调节时间；3．改变该二阶系统模拟电路的参数，观测参数对系统动态性能的影响。
4．设计并连接由一个积分环节和两个惯性环节组成的三阶闭环系统的模拟电路；阶系统的模拟电路如图2.2.2所示：系统特征方程为321220200s s s K +++=，根据劳斯判据得到： 系统稳定 0<K<12 系统临界稳定 K=12 系统不稳定 K>12根据K 求取Rx ，改变Rx 即可实现三种类型的实验。
实验一THBDC-1典型环节地电路模拟
一、实验目的1.了解THBDC-1控制及理论实验平台的硬件组成和软件使用2.掌握典型环节的电路模拟3.测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响二、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、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.熟悉THBDC-1控制理论实验平台的硬件组成和软件使用。
2.设计并组建比例、积分、微分、惯性、等典型环节的模拟电路；3.测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响。
四、实验步骤1.熟悉THBDC-1控制理论实验平台的相关硬件；直流稳压电源、阶跃信号发生器、低频函数信号发生器、锁零按钮、通用单元电路、数据采集接口单元、实物实验单元2.熟悉THBDC-1控制理论实验平台的软件3.设计组建比例、积分、微分、惯性、等典型环节的模拟电路并测试1）比例（P）环节传递函数G（s）=Uo(s)/Ui(s)=K根据比例环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计组建相应的模拟电路，如下根据模拟电子技术的信号的运算和处理章节有关反相比例运算电路部分可知K的绝对值=R2/R1图中后一个单元为反相器，其中R0=200K若比例系数K=1时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K若比例系数K=2时，电路中的参数取：R1=100K，R2=200K若比例系数K=4时，电路中的参数取：R1=51K，R2=200K当ui为一单位阶跃信号时，用“THBDC-1”软件观测，并记录相应K值时的实验曲线，并与理论值进行比较。
K=1 比例环节单位阶跃响应曲线K=2 比例环节单位阶跃响应曲线K=4 比例环节单位阶跃响应曲线2）积分（I）环节传递函数G（s）=Uo(s)/Ui(s)=1/(Ts)根据积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计组建相应的模拟电路，如下图所示。
若积分时间常数T=1S时，电路中参数取：R=100K，C=10μF若积分时间常数T=0.1S、0.5S时，电路中电阻电容参数应如何选取？T=RCT=0.1S时，电路中参数取：R=100K，C=1μFT=0.5S时，电路中参数取：R=51K，C=10μF当ui为单位阶跃信号时，用“THBDC-1”软件观测，并记录相应T值时的实验曲线，并与理论值进行比较积分时间常数T=1S的输出响应曲线积分时间常数T=0.1S的输出响应曲线积分时间常数T=0.5S的输出响应曲线分析实验步骤1）2）可得以下结论：比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。
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实验一典型环节的电路模拟与数字仿真实验
一实验目的
通过实验熟悉各种典型环节传递函数及其特性，掌握电路模拟和数字仿真研究方法。
二实验内容
1.设计各种典型环节的模拟电路。
2.编制获得各种典型环节阶跃特性的数字仿真程序。
3.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。
4.运行所编制的程序，完成典型环节阶跃特性的数字仿真研究，并与电路模拟研究的结果作比较。
三实验步骤
1.熟悉实验设备，设计并连接各种典型环节的模拟电路；
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；
3.用MATLAB编写计算各典型环节阶跃特性的数字仿真研究，并与电路模拟测试结果作比较。
分析实验结果，完成实验报告。
四实验结果
1.积分环节模拟电路、阶跃响应
仿真结果：
2.比例积分环节模拟电路、阶跃响应
仿真结果：
3.比例微分环节模拟电路、阶跃响应
仿真结果：
4.惯性环节模拟电路、阶跃响应
仿真结果：
5.实验结果分析：
积分环节的传递函数为G=1/Ts(T为积分时间常数)，惯性环节的传递函数为G=1/(Ts+1)（T为惯性环节时间常数）。
当时间常数T趋近于无穷小，惯性环节可视为比例环节，
当时间常数T趋近于无穷大，惯性环节可视为积分环节。
实验二典型系统动态性能和稳定性分析的电路模拟与数
字仿真研究
一实验目的
1.学习和掌握动态性能指标的测试方法。
2.研究典型系统参数对系统动态性能和稳定性的影响。
二实验内容
1.观测二阶系统的阶跃响应，测出其超调量和调节时间，并研究其参数变化对动态性能和稳定性的影响。
三实验步骤
1.熟悉实验设备，设计并连接由一个积分环节和一个惯性环节组成的二阶闭环系统的模拟电路；
2.利用实验设备观测该二阶系统模拟电路的阶跃特性，并测出其超调量和调节时间；
3.二阶系统模拟电路的参数观测参数对系统的动态性能的影响；
4.分析结果，完成实验报告。
四实验结果
典型二阶系统
仿真结果：1）过阻尼
2）无阻尼
3）欠阻尼
实验分析：
超调量变小，调节时间变大。
实验三典型环节的频率特性测试
一实验目的
1.学习和掌握测量典型环节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.用数字仿真方法求取一阶惯性环节的频率特性和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.熟悉实验设备中的正弦信号发生电路，掌握改变信号幅值和频率的方法；
2.利用实验设备完成一阶惯性环节的频率特性曲线测试；
3．利用实验设备完成典型二阶系统开环频率特性曲线测试；
4. 根据测得的频率特性曲线求取各自的传递函数；
5. 运行计算机，分析结果，完成报告。
四实验结果
1.试用一阶惯性环节传递函数参数、电路设计及其幅相频特性曲线
一阶惯性环节模拟电路仿真结果为：
2.用典型二阶开环传递函数参数、电路设计及其幅相频特性曲线
二阶系统模拟电路
实验四线性系统串联校正的电路模拟与数字仿真研究
一实验目的
1.熟悉串联校正装置对线性系统稳定性和动态特性的影响。
2.掌握串联校正装置的设计方法和参数调试技术。
二实验内容
1.观测未校正系统的稳定性和动态特性。
2．按动态特性要求设计串联校正装置。
3.观测加串联校正装置后的系统的稳定性和动态特性，并观测校正装置参数改变对系统性能的影响。
4.对线性系统串联校正装置进行计算机仿真研究，并对电路模拟与数字仿真结果进行比较研究。
三实验步骤
1.利用实验设备，根据图连接未校正电路，完成该系统的稳定性和动态特性观测；
2. 按动态特性要求设计串联传递函数和模拟电路；
3. 利用实验设备，根据图连接校正后电路，完成该系统的稳定性和动态特性观测；
4.改变串联校正装置的参数，对家校正后的二阶闭环系统进行调试，使其性能指标满足预定要求；
5. 对线性系统串联校正装置进行计算机仿真研究，并对电路模拟与数字仿真结果进行比较研究；
6.分析实验结果，完成报告。
四实验结果
1.试验用未加校正二阶闭环系统模拟电路
仿真结果为：
2.试验用加校正后的二阶闭环系统模拟电路
仿真结果为：
3.实验结果分析
加入校正装置后，可以使为校正系统的缺陷得到补偿，在一定程度上能够使已校正系统满足要求的性能指标。