控制系统的稳定性分析

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实验题目控制系统的稳定性分析

一、实验目的

1．观察系统的不稳定现象。

2．研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。

二、实验仪器

1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台

2．计算机一台

三、系统模拟电路图

系统模拟电路图如图3-1

图3-1 系统模拟电路图R3=0～500K； C=1μf或C=0.1μf两种情况。

四、实验报告

1．根据所示模拟电路图，求出系统的传递函数表达式。

G(S)=

K=R3/100K,T=CuF/10

2．绘制EWB图和Simulink仿真图。

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3．根据表中数据绘制响应曲线。

4．计算系统的临界放大系数，确定此时R3的值，并记录响应曲线。

系统响应曲线

实验曲线Matlab （或EWB）仿真

R3=100K

= C=1UF

临界

稳定

（理论值

R3=

200K）

C=1UF

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临界

稳定

（实测值

R3=

220K）

C=1UF

R3

=100K

C=

0.1UF

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临界

稳定

（理论

值R3=

1100

K）

C=0.1UF

临界稳定

（实测值

R3=

1110K ）

C=

0.1UF

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实验和仿真结果

1．根据表格中所给数据分别进行实验箱、EWB或Simulink实验，并进行实验曲线对比，分析实验箱的实验曲线与仿真曲线差异的原因。

对比：

实验曲线中R3取实验值时更接近等幅振荡，而MATLAB仿真时R3取理论值更接近等幅振荡。

原因：

MATLAB仿真没有误差，而实验时存在误差。

2．通过实验箱测定系统临界稳定增益，并与理论值及其仿真结果进行比较（1）当C=1uf，R3=200K(理论值)时，临界稳态增益K=2，

当C=1uf，R3=220K(实验值)时，临界稳态增益K=2.2，与理论值相近（2）当C=0.1uf，R3=1100K(理论值)时，临界稳态增益K=11

当C=0.1uf，R3=1110K(实验值)时，临界稳态增益K=11.1，与理论值相近

四、实验总结与思考

1．实验中出现的问题及解决办法

问题：系统传递函数曲线出现截止失真。

解决方法：调节R3。

2．本次实验的不足与改进

遇到问题时，没有冷静分析。考虑问题不够全面，只想到是实验箱线路的问题，而只是分模块连接电路。

改进：在实验老师的指导下，我们发现是R3的取值出现了问题，并及时解决，后续问题能够做到举一反三。

3．本次实验的体会

遇到问题时应该冷静下来，全面地分析问题。遇到无法独立解决的问题，要及时请教老师，

精品把问题弄懂。

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