典型系统的响应曲线测定
硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究
硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究近年来，随着科技进步及能源资源的逐步消耗，可持续发展成为了当今各种研究的焦点话题。
在可持续发展的大环境下，利用太阳能作为清洁能源发电，可以减少矿物燃料的消耗，对环境污染也减少了污染，可以说是节能减排的重要策略。
硅光电池是最为重要的光电转换材料之一，是目前大多数太阳能电池的主要材料。
然而，由于硅光电池的光谱响应特性仍然存在一定的问题，影响了太阳能电池的效率，从而影响了其应用。
为了解决现有技术中存在的问题，我们研究了硅光电池光谱响应分布曲线测定的关键技术，并进行了深入的讨论。
首先，为了更好地了解硅光电池的光谱响应特性，我们采用紫外、可见和近红外光谱三段实验，分别测量硅光电池在各种波长范围下的响应，构建了三种不同的响应曲线，图形清晰，表现出不同波长范围下硅光电池的响应特性。
随后，针对不同响应曲线，我们采用光谱反转技术，从而反映出响应谱线中不同波长范围内硅光电池的响应值，从而发现响应谱线的特征，为硅光电池的研究及应用提供科学依据。
接下来，为了有效提升太阳能电池的效率，我们提出了改善和优化硅光电池光谱响应曲线的技术方案。
首先，我们采用粒子随机均化技术，将太阳能修剪装置内的硅晶体片进行加工，使之尺寸更细、质量更优。
随后，为了提高硅光电池光谱响应曲线的峰值和峰值宽度，我们采用多重量子阱技术，通过引入三维量子阱效应改善硅光电池的光学特性，并制备出了高性能的硅光电池，其光谱响应曲线能够满足不同的应用要求。
最后，本研究对硅光电池光谱响应曲线的测定及关键技术进行了系统的研究和分析，并建立了相应的模型，以期改善硅光电池的光谱响应特性，提高太阳能电池的效率，从而实现可持续发展。
为此，值得深入研究硅光电池光谱响应曲线测定的关键技术，以期为硅光电池应用提供科学依据，以及可利用多种方法改善其光谱响应特性，进一步提升太阳能电池的效率。
综上所述，本研究针对硅光电池光谱响应曲线测定的关键技术进行了深入的研究，为改善硅光电池的光谱响应特性，提高太阳能电池的效率，从而实现可持续发展提供了科学依据。
东北大学过程控制系统第二章2 过程控制的数学模型-曲线响应
3.由阶跃响应曲线确定过程的数学模型
3.4 二阶加时延过程参数的确定
数学模型：
TC
x
(1 x)x1x
(1)
TA
T1 T2 TC
(2)
(2)
(1)
3.由阶跃响应曲线确定过程的数学模型
利用公式（1)计算T1和T2较为复杂，绘制曲线利用图解法求取T1和T2。 根据公式（1）绘制曲线见右图。
第二章 过程控制的数学模型
2.3 响应曲线辨识过程的数学模型
1. 阶跃响应曲线的测定
利用响应曲线辨识建立数学模型是一种常用的方法。 1.1 阶跃响应曲线的测定 过程：使输入量作一阶跃变化，记录输出量随时间变化的
响应曲线。即阶跃响应曲线。
输入信号：
响应曲线：
1. 阶跃响应曲线的测定
试验时必须注意： (1) 试验测定时，被控过程处于相对稳定的工作状态。 (2) 输入的阶跃信号不可太大，也不可太小。太大，影响生产；
1 0.46
20 33.5
3 1.7
25 27.2
4
5
3.7
9
30 40
21 10.4
8 10 19 26.4 50 60 5.1 2.8
15 16.5 36 371..55 70 80 1.1 0.5
第二题：
设阶跃扰动量△u=20%，某水槽的水位阶跃 响应数据见下表，用一阶惯性环节求取该液位的 传递函数。
欠佳，就难以获得对象的动态特性参数。
2. 矩形脉冲响应曲线的测定
阶跃响应法缺陷： 过程长时间的处于较大幅值的阶跃信号
作用下，被控量变化的幅度可能会超出生 产工艺允许的范围。
用矩形脉冲作为输入信号，将响应曲线 转化为阶跃响应曲线，确定数学模型。 脉冲信号看作：
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（K30A）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。
自动控制原理实验报告
暨南大学本科实验报告专用纸课程名称自动控制原理成绩评定实验项目名称典型环节的电路模拟指导教师实验项目编号0806105701实验项目类型设计实验地点学生姓名学号学院电气信息学院专业自动化实验时间2014年3月24 日下午一、实验目的1．熟悉THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台及“THBDC-1”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。
4．观测二阶系统的阻尼比分别在0<ζ<1，ζ =1和ζ>1三种情况下的单位阶跃响应曲线；二、实验环境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、实验报告要求1．画出各典型环节的实验电路图，并注明参数。
2．写出各典型环节的传递函数。
3．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。
4．画出二阶系统线性定常系统的实验电路，并写出闭环传递函数，表明电路中的各参数；5．根据测得系统的单位阶跃响应曲线，分析开环增益K和时间常数T对系统的动态性能的影响。
四、实验内容1：比例环节根据比例环节的方框图，设计并组建相应的模拟电路，图中后一个单元为反相器，R0=200K,传递函数：G(s)=Uo（s）/Ui（s）=K。
当比例系数K=1时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K。
实验结果如下图：当比例系数K=2时，因为K=R2/R1，所以R2=200K，R1=100K，结果如下：比例系数K=4时，R2=200K，R1=51K，结果如下：结果分析：随着K的增加，系统的终值是输入信号的K倍。
2：积分环节根据积分环节的方框图，如下，设计并组建模拟电路图中后一个单元为反相器，R0=200K，G(s)=Uo（s）/Ui（s）=1/Ts。
光响应曲线的测定
光响应曲线的测定一、引言光响应曲线是指在不同波长或强度的光照下，生物体对光的反应程度。
通过测定光响应曲线可以了解生物体对不同波长或强度的光的敏感性，从而探究生物体对光的感知和调节机制。
本文将详细介绍光响应曲线的测定方法。
二、实验原理1. 光合作用概述光合作用是指植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质并释放氧气的过程。
在这个过程中，植物需要吸收不同波长和强度的光才能完成这个过程。
2. 光谱仪原理使用光谱仪可以测量不同波长和强度的光照射下，叶片吸收和反射的情况。
通过测量吸收率和反射率可以得到叶片对不同波长或强度的光敏感程度，从而构建出该生物体的光响应曲线。
三、实验步骤1. 实验前准备（1）选择适宜材料：选择适宜材料进行实验，如绿色植物叶片等。
（2）准备光谱仪：根据光谱仪的使用说明进行准备，调节好波长和强度等参数。
2. 实验操作（1）将叶片置于光谱仪中央，使其与光线垂直。
（2）调节波长和强度：根据实验需要，选择不同波长和强度的光进行照射。
（3）记录数据：记录下每个波长或强度下叶片的吸收率和反射率，并计算出吸收率与反射率之和为100%的比例。
3. 实验结果分析通过绘制出不同波长或强度下的吸收率和反射率比例图，可以得到生物体对不同波长或强度的光敏感程度，从而构建出该生物体的光响应曲线。
四、实验注意事项1. 实验室环境应保持安静、干燥、无风，并保持恒定温度。
2. 叶片应选取新鲜、健康、无病虫害的植物材料。
3. 光谱仪使用时应注意安全，避免对眼睛造成伤害。
4. 测量时应控制好照射时间和光强度，避免对叶片造成伤害。
五、实验结果分析通过测定得到的光响应曲线可以了解生物体对不同波长或强度的光的敏感性。
例如，在植物中，绿色叶片对红色和蓝色光的吸收率较高，而对绿色光的吸收率较低。
这是因为植物中存在叶绿素等色素，它们对不同波长的光有不同程度的吸收作用。
此外，通过比较不同植物或不同组织在不同波长或强度下的光响应曲线可以了解它们之间的生理差异。
【实验报告】一、二阶系统的电子模拟及时域响应测试
实验名称：一二阶系统的电子模拟及时域响应测试课程名称：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 (3)（五）一阶系统实验结果 (3)（六）一阶系统实验数据记录及分析 (7)（七）二阶系统实验结果记录 (8)（八）二阶系统实验数据记录及分析 (11)（九）实验总结及感想............................................................................错误!未定义书签。
图片目录图片1 一阶模拟运算电路 (3)图片2 二阶模拟运算电路 (3)图片3 T=0.25仿真图形 (4)图片4 T=0.25测试图形 (4)图片5 T=0.5仿真图形 (5)图片6 T=0.5测试图形 (5)图片7 T=1仿真图形 (6)图片8 T=1测试图形 (6)图片9 ζ=0.25s仿真图形 (8)图片10 ζ=0.25s测试图形 (8)图片11 ζ=0.5s仿真图形 (9)图片12 ζ=0.5s测试图形 (9)图片13 ζ=0.8s仿真图形 (10)图片14 ζ=0.8s测试图形 (10)图片15 ζ=1s仿真图形 (11)图片16 ζ=1s测试图形 (11)表格目录表格1 一阶系统实验结果 (7)表格2 二阶系统实验结果 (11)一二阶系统的电子模拟及时域响应测试（一）实验目的1.了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。
2.学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。
3.学习阶跃响应的测试方法。
（二）实验内容1.建立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间TS。
2.建立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其超调量σ%及过渡过程时间TS。
（三）实验设备HHMN电子模拟机，实验用电脑，数字万用表（四）实验原理一阶系统：在实验中取不同的时间常数T，由模拟运算电路，可得到不同时间常数下阶跃响应曲线及不同的过渡时间。
自动控制理论实验指导书(新)
自动控制理论实验指导书实验1 典型环节的模拟研究一、实验目的1．了解并掌握TD －ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。
2．熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。
3．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验设备TD －ACC+型实验系统一套；数字示波器、万用表。
三、实验内容及步骤1．实验准备：将信号源单元的“ST ”插针与“S ”端插针用“短路块”短接。
将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT ”端输出的方波幅值为2V ，周期为10s 左右。
2．观测各典型环节对阶跃信号的实际响应曲线 (1) 比例( P )环节① 按模拟电路图1-1接好线路。
注意：图中运算放大器的正相输入端已经对地接了100K 的电阻，实验中不需要再接。
以后的实验中用到的运放也如此。
② 将模拟电路输入 (U i ) 端与信号源的输出端“OUT ”相连接；用示波器观测模拟电路的输入 (U i ) 端和输出 (U o ) 端，观测实际响应曲线U o (t )，记录实验波形及结果于表1-1中。
表1-1阶跃响应： U O (t )=K (t ≥0) 其中 K =R 1R 0⁄实验参数理论计算示波器观测值输入输出波形0R 1Ro 1i 0U R U R =i U o Uo iU U Ωk 200Ωk 1000.5Ωk 2001R 0=200kΩ；R 1=100kΩ或200kΩ图1-1U i R 0R 1RR 10K 10K U o(2) 积分( I )环节①按图1-2接好线路。
② 将模拟电路输入 (U i ) 端与信号源的输出端“OUT ”相连接；用示波器观测模拟电路的输入 (U i ) 端和输出 (U o ) 端，观测实际响应曲线U o (t )，测量积分时间T ，记录实验波形及结果于表1-2中。
表1-2阶跃响应： o 01()U t t R C=(t ≥0) 注意：积分时间T 是指积分初始时间到输出值等于输入值时的时间。
一阶系统响应及参数测定实验报告
学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验
班级：13自动化姓名：吴军浩学号：2013100101020组别：
实验名称：一阶系统响应及参数测定实验时间：4月28日
成绩：教师签名：批改时间：
（1）根据实验，画出一阶系统的时间常数的阶跃响应曲线，并由实测的曲线求得时间常数T。
R=200k,C=5uf T=RC=1s（理论）T=0.9375s（实际）
R=100k,C=1uf T=RC=0.1s（理论）T=0.109.4（实际）
电子科技大学中山学院学生实验报告
学院：机电工程学院专业：自动化课程名称：自动控制原理实验
班级：13自动化姓名：吴军浩学号：2013100101020组别：
实验名称：一阶系统响应及参数测定实验时间：4月28日
成绩：教师签名：批改时间：
（2）观察并记录一阶系统的斜坡响应曲线，并由图确定跟踪误差ess，这一误差值由终值定理求得是否相等？分析产生误差的原因。
R=200k，C=5uf, ess=1s（理想）,ess=718.8ms（实际）
R=100k,C=1uf，ess=100ms（理想）ess=93.8ms（实际）
一．由以上可得，测出的ess（实际）与由终值定理求得的ess（理想）不同，产生该问题的原因可能有
1.实验器材存在影响
2.设计电路存ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统误差
3.实验过程出现偶然误差
4.计算过程出现错误
光响应曲线的测定
光响应曲线的测定一、引言光响应曲线是指光照强度与被测物理量之间的关系曲线。
在光学测量中，光响应曲线的测定是非常重要的，它可以用于评估和校准光学仪器的性能。
本文将详细介绍光响应曲线的测定方法和应用。
二、测定方法2.1 仪器准备在进行光响应曲线的测定之前，首先需要准备一些光学仪器和设备，包括：•光源：常见的光源有白炽灯、荧光灯、LED等，选择适合的光源可以根据实际需要来确定。
•光电二极管：光电二极管是一种能将光信号转化为电信号的器件，常用于测量光强度。
•稳定电源：为了保证实验中的电压稳定，需要使用稳定电源来给光电二极管供电。
•电压测量仪器：用于测量光电二极管输出的电压信号。
2.2 实验步骤具体的光响应曲线测定方法如下：1.将光源设置在适当的位置，并将其与光电二极管相对一定距离。
2.将稳定电源连接到光电二极管上，保证给光电二极管供电的电压稳定。
3.选择一个合适的测量范围和精度，使用电压测量仪器测量光电二极管输出的电压信号。
4.调节光源的亮度，记录下每个亮度下的光电二极管输出电压值。
5.根据记录的数据，绘制出光响应曲线。
2.3 数据处理和分析测定完成后，需要对实验数据进行处理和分析。
常见的数据处理方法包括：•曲线拟合：利用拟合算法，通过拟合光响应曲线的数据点，得到一个函数表达式，用于描述光响应曲线的走势和特征。
•参数计算：根据拟合得到的函数表达式，可以计算出一些关键参数，如饱和光照强度、线性范围等。
•能量积分：通过对光响应曲线下的面积进行积分，可以计算出被测光信号的总能量。
三、应用光响应曲线的测定在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用：3.1 光学仪器性能评估光响应曲线可以用于评估光学仪器的性能，如相机、光谱仪等。
通过测定仪器在不同光照条件下的响应曲线，可以评估仪器的线性范围、灵敏度、动态范围等指标。
3.2 环境光感测量在自动光控系统中，光响应曲线可以用于环境光感测量，如室内照明系统、车辆自动头灯等。
硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究
硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究摘要：本文讨论了硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究。
文章着重介绍了光谱响应曲线决定硅光电池转换效率的作用，以及如何用可见光和紫外光测定光谱响应曲线。
研究表明，可见光和紫外光两种不同波长范围的波长可以测定硅光电池转换效率不同的光谱响应曲线，这可以为硅光电池提供有效的功能研究手段。
关键词：硅光电池；光谱响应曲线；可见光；紫外光《硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究》一、硅光电池的简介硅光电池是利用太阳能将电能转换为可用的电能的一种新型太阳能利用装置。
由于其低成本和高可靠性，硅光电池在太阳能发电设备领域中迅速得到发展[1]。
一般而言，硅光电池由多层结构电池组成，可以将太阳辐射投射到电池表面上，从而生成电流，供日常使用。
硅光电池的光谱响应特性是决定其转换效率的关键因素[2]。
二、光谱响应曲线测定研究研究表明，光谱响应曲线能够准确表达对太阳能发电设备转换效率的影响[3]。
通常，使用可见光和紫外光来测定光谱响应曲线。
可见光和紫外光分别属于不同的光谱范围，因此可以测定不同的光谱响应曲线，从而有效地测定硅光电池转换效率[4]。
在测定光谱响应曲线时，采用可编程恒流电源和多路继电器通路并联，以实现程序控制的光谱发射。
然后，通过多路继电器通路并联的硅光电池，将太阳辐射转化为电能，通过电源转模块，将电能转换成所需的频率和波长范围[5]。
最后，通过在可见光和紫外光两个不同的光谱范围内进行实验，测量光谱响应曲线的曲线，可以测定硅光电池的转换效率。
三、结论本文介绍了硅光电池光谱响应分布曲线测定的研究。
研究表明，可见光和紫外光两种不同的光谱范围的波长可以测定硅光电池转换效率不同的光谱响应曲线，这可以为硅光电池提供有效的功能研究手段。
综上所述，本研究认为，采用可见光和紫外光来测定光谱响应曲线已经成功地应用于硅光电池，可以精确地决定硅光电池转换效率的高低。
二氧化碳响应曲线测定
二氧化碳响应曲线测定是一种常用的实验方法，用于研究生物体对二氧化碳浓度变化的响应情况。
该方法可以帮助我们了解植物、微生物或动物在不同二氧化碳浓度下的生长、代谢和适应能力，对于生态学、农业生产以及环境保护等领域具有重要意义。
本文将从实验原理、实验步骤和数据分析等方面详细介绍二氧化碳响应曲线测定的方法。
一、实验原理二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料之一，其浓度的变化会直接影响植物的生长和代谢活动。
因此，通过构建二氧化碳响应曲线，可以定量地描述植物对不同二氧化碳浓度的响应情况。
实验通常使用生长箱或培养室来控制二氧化碳浓度，然后观察植物在不同浓度下的生长状态，并据此绘制出响应曲线。
二、实验步骤1. 准备工作：准备所需仪器设备和试剂，包括生长箱、CO2供应系统、植物样品、pH计、温湿度计等。
2. 参数设置：根据实验要求，设定不同的二氧化碳浓度梯度，通常包括常规大气浓度（约为0.04%）、升高浓度（如0.1%、0.5%等）和降低浓度（如0.02%等）。
3. 植物处理：将植物样品种植在培养皿或培养箱中，分别放置在不同浓度的二氧化碳环境中，并进行相应的控制和处理。
4. 监测记录：定期监测记录植物的生长状态、叶片面积、叶绿素含量、生物量等指标，同时记录培养室内的温度、湿度和二氧化碳浓度等环境参数。
5. 数据处理：根据监测数据，绘制植物生长状态与二氧化碳浓度的关系曲线，分析不同浓度下植物的生长特性和适应能力。
三、数据分析1. 曲线拟合：将监测到的数据进行曲线拟合，得到植物生长与二氧化碳浓度的响应曲线，通常为一条关于浓度的曲线。
2. 生长特性：根据响应曲线，分析不同浓度下植物的生长速率、生物量积累、叶绿素含量等生长特性，探讨植物对二氧化碳浓度变化的生理生态响应。
3. 适应能力：通过比较不同浓度下植物的生长状态，探讨植物对不同二氧化碳浓度的适应能力和生理机制，为研究生态环境变化提供参考依据。
四、实验应用二氧化碳响应曲线测定方法广泛应用于生态学、植物生理学、环境科学以及农业生产等领域。
弹簧-阻尼系统系统阶跃响应曲线3北京科技大学自动化学院
19
3.2 一阶系统的时域分析
2）单位斜坡响应
当输入信号
u(t)
t 1(t) 时，U (s)
1 s2
系统输出量的拉
氏变换为：
1 1 1 T T2
Y(s)
(s)U (s)
Ts 1
s2
s2
s
Ts 1
对上式取拉氏反变换，得单位斜坡响应为：
t
y(t) (t T Te T )1(t)
2019年9月6日1时51分
北京科技大学自动化学院自动化系
12
动态性能指标定义1
h(t)
A
超调量σ% =
A B
100%
峰峰值值时时间间ttpp BB
时时上上间间升升ttrr 调调节节时时间间ttss
t
2019年9月6日1时51分
北京科技大学自动化学院自动化系
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动态性能指标定义2
h(t)
调节时间 ts 上升时间tr
调节时间ts: 在稳态值h(∞)附近取一误差带，通常取 响应曲线开始进入并保持在误差带内所需的最小时间，
称为调节时间。
ts越小，说明系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态 所需的时间越短。
2019年9月6日1时51分
北京科技大学自动化学院自动化系
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3.1 典型输入信号与时域性能指标
超调量σ%：响应曲线超出稳态值的最大偏差与稳态值
之比。即
h(t ) h()
% p
100%
h()
超调量表示系统响应过冲的程度，超调量过大将 使系统元件工作于恶劣条件，同时加长了调节时间。
振荡次数N：在调节时间以内，响应曲线穿越其稳态值 次数的一半。
测定光响应曲线
测定光响应曲线测定光响应曲线导言：光响应曲线是指描述物理系统对不同波长或能量强度的光的响应程度的曲线。
测定光响应曲线是光学和光电领域中一个重要的实验方法，能够帮助我们深入了解光的性质和光学器件的工作原理。
在本文中，我们将探讨光响应曲线的测定方法以及相关的实验技术和应用。
一、光响应曲线的基本概念1.1 什么是光响应曲线光响应曲线描述了物理系统对不同波长或能量强度的光的响应程度。
它反映了光和物质之间的相互作用规律，常用于研究材料的光学性质和光电器件的工作原理。
1.2 光响应曲线的测定意义通过测定光响应曲线，我们可以：-了解光源和检测器的特性，评估它们的性能。
-研究材料的光吸收、发射和透射特性，为光学器件的设计和优化提供依据。
-确定光电器件的工作范围和最佳工作条件。
二、测定光响应曲线的方法2.1 单一波长测量法单一波长测量法是最简单直接的测定光响应曲线的方法。
它通过改变单一波长的光源强度或检测器的位置来测定光响应曲线。
2.2 可调谐波长测量法可调谐波长测量法使用可调谐的光源，依次测量不同的波长下的光响应。
这种方法更加精确和全面，可以获得更多波长下的数据。
2.3 多温度测量法多温度测量法主要用于研究材料的温度对光响应的影响。
通过在不同温度下测量光响应曲线，可以评估材料在不同工作温度下的性能。
三、实验技术和应用3.1 实验技术测定光响应曲线的实验通常需要使用光源、光度计、可调谐光源、检测器等设备。
其中，光度计是用来测量光的强度的仪器，可以作为测量结果的参考。
3.2 应用领域光响应曲线的测定在光学和光电领域有着广泛的应用。
一些常见的应用包括：-太阳能电池研究：测定光响应曲线可以评估太阳能电池在不同波长和能量强度下的能量转换效率。
-光电传感器研究：通过测定光响应曲线，可以了解光电传感器在不同工作条件下的灵敏度和响应特性。
-材料研究：测定光响应曲线对于研究材料的光学性质、光吸收和发射机制有着较大的意义。
结论：通过测定光响应曲线，我们能够了解和评估物理系统对光的响应特性。
自动控制原理实验讲义
实验一 控制系统典型环节的模拟一、 实验目的1．熟悉超低频扫描示波器的使用方法2．掌握用运放组成控制系统典型环节的电子模拟电路3．测量典型环节的阶跃响应曲线4．通过本实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响二、 实验仪器1．控制理论电子模拟实验箱一台2．超低频慢扫描示波器一台3．万用表一只三、 实验原理以运算放大器为核心元件，由其不同的输入R-C 网络和反馈R-C 网络构成控制系统的各种典型环节 。
四、 实验内容1．画出比例、惯性、积分、微分和振荡环节的电子模拟电路图。
2．观察并记录下列典型环节的阶跃响应波形。
1) 1)(1=s G 和2)(2=s G2） S s G 1)(1= 和Ss G 5.01)(2= 3） S s G +=2)(1 和S s G 21)(2+=4） 11)(1+=S s G 和15.01)(2+=S s G 5） 121)(2++=S S s G五、 实验报告要求1．画出五种典型环节的实验电路图，并注明参数。
2．测量并记录各种典型环节的单位阶跃响应，并注明时间坐标轴。
3．分析实验结果，写出心得体会。
六、 实验思考题1．用运放模拟典型环节是是时，其传递函数是在哪两个假设条件下近似导出的？2．积分环节和惯性环节主要差别是什么?在什么条件下,惯性环节可以近似地视为积分环节?在什么条件下，又可以视为比例环节？3．如何根据阶跃响应的波形，确定积分环节和惯性环节的时间常数。
实验二 一阶系统的时域响应及参数测定一、 实验目的1．观察一阶系统在阶跃和斜坡输入信号作用下的瞬态响应。
2．根据一阶系统的阶跃响应曲线确定一阶系统的时间常数。
二、 实验仪器1．控制理论电子模拟实验箱一台。
2．双踪低频慢扫描示波器一台。
3．万用表一只。
三、实验原理图2-1为一阶系统的方框图。
它的闭环传递函数为 11)()(+=TS s R s C 令1)(=t r ，即Ss R 1)(=， 则其输出为 图2-1TS S TS S s C 111)1(1)(+-=+= 对上式取拉氏变换，得 T te t C --=1)( 它的阶跃响应曲线如图2-2所示。
实验一 典型环节及其阶跃响应
实验一 典型环节及其阶跃响应一．目的要求1． 了解并掌握教学实验系统的模拟电路的使用方法，掌握典型环节模拟电路的构成方法，培养学生实验技能。
2． 熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。
3． 了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二．实验仪器、设备、工具及材料三．实验原理和设计合理运用运算放大器本身所具有的基本特性（开环增益高、输入阻抗大、输出阻抗小等）用不同的电阻、电容组成不同的反馈网络来模拟各种典型环节。
典型环节方框图及其模拟电路如下：1． 比例（P ）环节。
其方块图1——1A 所示。
其传递函数为： （1－1）比例环节的模拟电路如图1－1B 所示，其具体传递函数为：K S U S U i -=)()(0)图1－1A 比例环节方块图21)()(R RS U S U i o -=（1－2）比较式（1－1）和（1－2）得：01R R K = （1－3）当输入为单位阶跃信号，即)(1)(t t U i =时，Ss U i 1)(=。
则由式（1－1）得到：SK S U 1)(0∙= 所以输出响应为：K t U =)(0 （t ≥0） （1－4）其输出波形如图1－1C 。
2． 积分（I ）环节。
其方块图如图1－2A 所示。
其传递函数为：（1－5）积分环节模拟电路如图1－2B 所示。
积分环节模拟电路得传递函数为：TSS i U S o U 1)()(-=图1－2A 积分环节方块图（1－6）比较式（1－5）和（1－6）得：（1－7）当输入为单位阶跃信号，即)(1)(t S U i =时，SS U i 1)(=，则由式（1－5）得到20111)(TSS TS S U -=∙-= 所以输出响应为：t Tt U 1)(0-= （1－8） 其输出波形如图1－2C 所示。
3． 比例积分（PI ）环节。
其方块图如图1-3A 所示。
其传递函数为：)1()()(0TSK S U S U i +-=（1－9）比例积分环节得模拟电路如图1－3B 所示。
自动控制理论(二)实验
自动控制理论（二）实验第一部分 控制系统动态特性的时域测试控制系统的动态特性是指系统在动态过程(过渡过程)中输出量对于输入量的时间函数关系。
由于大多数控制系统是以时间作为独立变量的，因此系统的动态特性往往用时域响应来描述。
一般而言，只要在阶跃信号输入下系统的时域响应能符合设计要求，则在其它任何信号输入下，系统的动态性能指标就能满足要求。
实验获得阶跃响应的方法很多，其中最简单的一种就是直接给系统一个阶跃输入量，同时用测试仪器(慢扫描示波器、光线示波器或函数记录仪等)测量其输出量。
假如测得实际系统的阶跃响应如图1-1所示，则系统的动态性能可用该图中所示的性能指标来表征(图中取初始条件为零)。
图1-1 阶跃响应的性能指标一、上升时间r t 。
对于过阻尼系统它是响应从终值的10％上升到90％所需要的时间，图1-1表示欠阻尼系统。
二、峰值时间p t 。
当响应曲线到达第一个峰值所需的时间。
三、超调量%p σ。
响应曲线超过阶跃输入的最大偏离量。
通常表示为阶跃响应终值的百分数，即%100)()()(%⨯∞∞-=C C t C p p σ 。
四、调整时间s t 。
响应曲线衰减到并停留在终值的某一规定的误差带(2％或5％)内所需的时间。
五、振荡次数N 。
在调整时间内，响应曲线穿越其终值)(∞C 次数的一半。
在分析和设计控制系统时，上述性能指标不是全部都要采用的。
应根据系统的使用条件和实际情况，只对其中几个认为重要的性能指标提出要求。
对线性系统可以用时域法研究控制系统的动态特性。
先对系统加入一个输入信号后，测定系统的输出响应，然后根据此响应曲线，求出系统的数学方程。
所加的输入信号一般为阶跃信号，由于时域法能比较直观地反映系统的动态特性，无需中间转换，实验原理也最简单，因此这是一种基本的测定系统动态特性的方法，这种测试方法的原理图如图1-2所示。
图1-2 阶跃响应测试原理图测试时要注意以下情况：1．阶跃信号幅值的大小选择应适当考虑。
绘制系统单位阶跃响应曲线
系统单位阶跃响应曲线是一种描述系统对单位阶跃输入信号的响应的图形表示。
绘制单位阶跃响应曲线可以帮助我们了解系统的动态特性和稳定性。
首先，我们需要确定系统的传递函数或微分方程。
然后，我们使用适当的数值方法求解该方程，以获得系统对单位阶跃输入信号的响应。
最后，我们将响应数据绘制成图形，横轴表示时间，纵轴表示响应的幅度或变化率。
绘制单位阶跃响应曲线可以帮助我们了解系统的动态性能，例如上升时间、峰值时间、调节时间和超调量等。
这些参数可以帮助我们评估系统的稳定性和性能，并指导我们进行系统设计和优化。
需要注意的是，绘制单位阶跃响应曲线需要一定的数学和计算能力。
如果您不熟悉这些概念，建议您寻求专业人士的帮助或参加相关的课程和培训。
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典型系统的响应曲线测定
一、引言
系统响应曲线的测定是控制工程中非常重要的一个环节。
通过测定系统的响应曲线，可以了解系统的特性和性能，为控制器的设计提供依据。
本文将从典型系统的响应曲线测定方法入手，详细介绍系统响应曲线测定的过程和注意事项。
二、典型系统及其响应曲线
在控制工程中，常见的典型系统包括一阶惯性系统、二阶惯性系统和一阶惯性加时滞系统。
不同类型的系统具有不同的响应特点和数学模型，因此在进行响应曲线测定时需要针对不同类型的系统采取不同的方法。
1. 一阶惯性系统
一阶惯性系统是指只包含一个惯性元件（如电容或电感）和一个电阻元件组成的电路或机械传动装置。
其数学模型为：
$$G(s)=\frac{K}{Ts+1}$$
其中，K为传递函数常数，T为时间常数。
一阶惯性系统具有较慢的响应速度和较大的超调量。
2. 二阶惯性系统
二阶惯性系统是指包含两个相互作用的惯性元件和一个电阻元件组成
的电路或机械传动装置。
其数学模型为：
$$G(s)=\frac{K}{(Ts+1)(T_2s+1)}$$
其中，K为传递函数常数，T和T2分别为两个时间常数。
二阶惯性系
统具有较快的响应速度和较小的超调量。
3. 一阶惯性加时滞系统
一阶惯性加时滞系统是指在一阶惯性系统的基础上增加一个时间延迟
元件，其数学模型为：
$$G(s)=\frac{Ke^{-Ls}}{Ts+1}$$
其中，K为传递函数常数，T为时间常数，L为时间延迟量。
一阶惯性加时滞系统具有响应速度较慢、超调量较大和存在稳态误差等特点。
三、响应曲线测定方法
根据不同类型的系统特点和数学模型，响应曲线测定方法也有所不同。
下面将分别介绍三种典型系统的响应曲线测定方法。
1. 一阶惯性系统
对于一阶惯性系统，在进行响应曲线测定时通常采用斜坡法或跃跃法。
其中斜坡法是指在输入信号为斜坡信号时，测量系统输出的响应曲线。
具体步骤如下：
（1）选择合适的斜率和起点，将输入信号设置为斜坡信号；
（2）记录系统输出的响应曲线，并画出系统的阶跃响应曲线；
（3）根据阶跃响应曲线计算系统的时间常数T和传递函数常数K。
跃跃法是指在输入信号为阶跃信号时，测量系统输出的响应曲线。
具
体步骤如下：
（1）将输入信号设置为阶跃信号；
（2）记录系统输出的响应曲线，并画出系统的阶跃响应曲线；
（3）根据阶跃响应曲线计算系统的时间常数T和传递函数常数K。
2. 二阶惯性系统
对于二阶惯性系统，在进行响应曲线测定时通常采用频率法或双t法。
其中频率法是指在输入信号为正弦波时，测量系统输出的幅频特性。
具体步骤如下：
（1）将输入信号设置为正弦波信号，并调节频率范围；
（2）记录系统输出幅值和相位随频率变化的特性，并画出Bode图；（3）根据Bode图计算系统的传递函数。
双t法是指在输入信号为阶跃信号时，测量系统输出的响应曲线。
具
体步骤如下：
（1）将输入信号设置为阶跃信号；
（2）记录系统输出的响应曲线，并画出系统的阶跃响应曲线；
（3）根据阶跃响应曲线计算系统的两个时间常数T和T2以及传递函
数常数K。
3. 一阶惯性加时滞系统
对于一阶惯性加时滞系统，在进行响应曲线测定时通常采用斜坡法或
跃跃法。
其中斜坡法和跃跃法的步骤与一阶惯性系统相同，只是需要
考虑时间延迟量L。
四、注意事项
在进行响应曲线测定时，需要注意以下几点：
1. 测量精度要求高：由于控制工程中对于系统特性和性能的要求较高，因此在进行响应曲线测定时需要保证测量精度较高。
2. 系统稳态：在进行响应曲线测定时需要保证系统处于稳态状态，否
则会影响测量结果。
3. 测试环境：为了保证测量结果的准确性，需要保证测试环境的稳定
性和一致性。
4. 测量方法：不同类型的系统需要采取不同的测量方法，需要根据具
体情况选择合适的测量方法。
五、总结
系统响应曲线的测定是控制工程中非常重要的一个环节。
在进行响应
曲线测定时，需要针对不同类型的系统采取不同的方法，并注意测量
精度、系统稳态、测试环境和测量方法等问题。
通过合理地进行响应曲线测定，可以为控制器的设计提供依据，提高系统控制效果。