西工大自控实验报告
自控实验报告实验总结
一、实验背景随着现代工业和科技的飞速发展，自动控制技术在各个领域得到了广泛应用。
为了使学生更好地理解和掌握自动控制原理及其应用，我们进行了为期两周的自控实验。
本次实验旨在通过实际操作，加深对自动控制原理的理解，提高动手实践能力。
二、实验目的1. 熟悉自动控制实验的基本原理和方法；2. 掌握控制系统时域性能指标的测量方法；3. 学会运用实验仪器进行实验操作和数据分析；4. 提高团队合作意识和解决问题的能力。
三、实验内容1. 典型环节及其阶跃响应实验本实验通过模拟电路，研究了典型环节（比例环节、积分环节、微分环节）的阶跃响应。
通过改变电路参数，分析了参数对系统性能的影响。
2. 二阶系统阶跃响应实验本实验研究了二阶系统的阶跃响应，通过改变系统的阻尼比和自然频率，分析了系统性能的变化。
3. 连续系统串联校正实验本实验研究了连续系统串联校正方法，通过调整校正装置的参数，使系统达到期望的性能指标。
4. 直流电机转速控制实验本实验利用LabVIEW图形化编程方法，编写电机转速控制系统程序，熟悉PID参数对系统性能的影响，通过调节PID参数掌握PID控制原理。
四、实验结果与分析1. 典型环节及其阶跃响应实验通过实验，我们观察到不同环节的阶跃响应曲线。
在比例环节中，随着比例系数的增加，系统的超调量减小，但调整时间增加。
在积分环节中，随着积分时间常数增大，系统的稳态误差减小，但调整时间增加。
在微分环节中，随着微分时间常数增大，系统的超调量减小，但调整时间增加。
2. 二阶系统阶跃响应实验通过实验，我们分析了二阶系统的性能。
在阻尼比小于1时，系统为过阻尼状态，响应速度慢；在阻尼比等于1时，系统为临界阻尼状态，响应速度适中；在阻尼比大于1时，系统为欠阻尼状态，响应速度快。
3. 连续系统串联校正实验通过实验，我们掌握了串联校正方法。
通过调整校正装置的参数，可以使系统达到期望的性能指标。
4. 直流电机转速控制实验通过实验，我们学会了利用LabVIEW图形化编程方法，编写电机转速控制系统程序。
西北工业大学航天学院自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告实验名称：线性系统的时域分析实验日期：2017.9.29，2017.11.14小组成员：目录一、典型环节的模拟研究 (3)1.实验目的 (3)2.实验原理及说明 (3)3.实验内容及实验结果 (3)3.1观察比例环节的阶跃响应曲线 (4)3.2观察惯性环节的阶跃响应曲线 (7)3.3观察积分环节的阶跃响应曲线 (10)3.4观察比例环节的阶跃响应曲线 (13)3.5观察比例微分环节的阶跃响应曲线 (16)3.6观察PID（比例积分微分）环节的阶跃响应曲线 (17)4.结果分析 (20)二、二阶系统瞬态响应和稳定性 (21)1.实验目的 (21)2.实验原理及说明 (21)3.实验内容及实验结果 (23)4.结果分析 (29)一、典型环节的模拟研究1.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。
2.实验原理及说明①控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。
②再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。
③若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。
④典型环节的结构图及传递函数3.实验内容与实验结果3.1观察比例环节的阶跃响应曲线 典型比例环节模拟电路如下图所示。
传递函数：1(S)(S)(S)R R K K U U G i O === 单位阶跃响应：K )t (U =1)实验步骤（1）构造模拟电路：安置短路套及测孔联线，表如下。
（a ）安置短路套 （b ）测孔联线（2）将A/D-D/A 转换（B2）DAOUT （矩形波）作为系统输入信号Ui,运行SACT 程序，选择线性系统时域分析项，点击启动实验项目弹出实验界面后，在“波形控制区”设置矩形波参数，设置矩形波“幅度”为4V ，“正脉宽”为1秒。
最新自控实验报告实验三
最新自控实验报告实验三实验目的：1. 理解并掌握自控系统的基本原理和工作机制。
2. 学习如何搭建和调试简单的闭环控制系统。
3. 通过实验数据分析，加深对系统稳定性和响应特性的认识。
实验设备：1. 自动控制系统实验台。
2. 直流电机及调速器。
3. 传感器（如光电编码器）。
4. 数据采集卡及计算机。
5. 相关软件（如LabVIEW、MATLAB等）。
实验步骤：1. 按照实验指导书的要求，搭建闭环控制系统，包括电机、传感器和控制器。
2. 使用数据采集卡连接传感器和计算机，确保数据传输无误。
3. 开启实验软件，设置相应的参数，如控制算法（PID）、采样时间等。
4. 进行系统开环测试，记录电机的响应数据。
5. 切换至闭环模式，调整PID参数，进行系统调试，直至达到预期的控制效果。
6. 收集闭环控制下的数据，并进行分析，绘制系统响应曲线。
7. 分析系统的稳定性、过渡过程和稳态误差等性能指标。
实验结果：1. 系统开环测试结果显示，电机响应存在较大的超调和振荡。
2. 闭环控制调试后，系统响应速度加快，超调量减小，振荡减少。
3. 通过调整PID参数，系统达到较快的响应时间和较小的稳态误差。
4. 实验数据表明，所设计的控制系统能有效改善电机的动态和稳态性能。
结论：通过本次实验，我们成功搭建并调试了一个简单的闭环控制系统。
实验结果表明，合理的PID参数设置对于提高系统性能至关重要。
此外，实验过程中我们也加深了对自动控制系统原理的理解，为后续更复杂系统的设计和分析打下了坚实的基础。
自控实验报告实验二
自控实验报告实验二一、实验目的本次自控实验的目的在于深入理解和掌握控制系统的性能指标以及相关参数对系统性能的影响。
通过实验操作和数据分析，提高我们对自控原理的实际应用能力，培养解决实际问题的思维和方法。
二、实验设备本次实验所使用的设备主要包括：计算机一台、自控实验箱一套、示波器一台、信号发生器一台以及相关的连接导线若干。
三、实验原理在本次实验中，我们主要研究的是典型的控制系统，如一阶系统和二阶系统。
一阶系统的传递函数通常表示为 G(s) ＝ K ／（Ts ＋ 1)，其中 K 为增益，T 为时间常数。
二阶系统的传递函数则可以表示为 G(s) ＝ωn² ／（s²＋2ζωn s ＋ωn²)，其中ωn 为无阻尼自然频率，ζ 为阻尼比。
通过改变系统的参数，如增益、时间常数、阻尼比等，观察系统的输出响应，从而分析系统的稳定性、快速性和准确性等性能指标。
四、实验内容与步骤1、一阶系统的阶跃响应实验按照实验电路图连接好实验设备。
设置不同的时间常数 T 和增益 K，通过信号发生器输入阶跃信号。
使用示波器观察并记录系统的输出响应。
2、二阶系统的阶跃响应实验同样按照电路图连接好设备。
改变阻尼比ζ 和无阻尼自然频率ωn，输入阶跃信号。
用示波器记录输出响应。
五、实验数据记录与分析1、一阶系统当时间常数 T ＝ 1s，增益 K ＝ 1 时，系统的输出响应呈现出一定的上升时间和稳态误差。
随着时间的推移，输出逐渐稳定在一个固定值。
当 T 增大为 2s，K 不变时，上升时间明显变长，系统的响应速度变慢，但稳态误差基本不变。
2、二阶系统当阻尼比ζ ＝ 05，无阻尼自然频率ωn ＝ 1rad/s 时，系统的输出响应呈现出较为平稳的过渡过程，没有明显的超调。
当ζ 减小为 02，ωn 不变时，系统出现了较大的超调，调整时间也相应变长。
通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：对于一阶系统，时间常数 T 越大，系统的响应速度越慢；增益 K 主要影响系统的稳态误差。
自动控制原理实验实训报告 .docx
自动控制原理实验实训报告 .docx【导言】自动控制原理实验实训是控制科学与工程专业的必修课程，是学生进行理论学习与实践操作结合的一个重要环节。
本次实训学习了控制系统的基本概念、控制器的类型以及控制系统的建模和分析方法，并通过实现传感器数据采集、信号控制和反馈调节等操作，掌握了控制系统的工作原理和实现方式。
本报告将对本次实训中的实验操作、实验结果和实验体会进行详细记录和总结。
【实验操作】1.传感器场景仿真实验本实验通过MATLAB仿真软件，实现了对不同场景下传感器采集数据的比较分析。
实验过程中需要设置不同的传感器样本数据和处理方式，并利用MATLAB的数据处理工具对数据进行处理分析，从而得出传感器对于不同场景下数据采集的适用性和准确性。
2.直流电动机速度调节实验本实验通过实现电动机的速度控制，实现对电动机的运行状态的控制调节。
实验需要完成对AC220V电源、TG-01速度控制器以及直流电动机的连接和调试，并通过电动机的运行状态和速度，实现对控制器的参数设置和调节操作。
4.磁悬浮控制实验本实验实现了对磁悬浮平台的控制和调节，并通过数据反馈实现了对磁悬浮平台的稳定运行。
通过对控制器的参数调节和磁悬浮平台的反馈数据分析，加深了对磁悬浮控制原理的理解和掌握程度。
本次实验操作中，通过对控制器的操作和数据反馈的分析，加深了对自动控制的认识和掌握程度，提高了对控制系统的工作原理和实现方式的理解。
同时，实验操作中也存在一些问题和不足，例如实验操作过程的不稳定性和实验数据分析的不准确性等问题。
需要在今后的学习和实践中，加强对理论知识和实验操作技能的学习和掌握，提高实验操作的准确性和稳定性，从而更好地掌握自动控制原理的知识和技能。
自控实验报告
自控实验报告自控实验报告引言：自控是指个体能够自主地控制和管理自己的行为、情绪和思维，以达到预期的目标。
自控能力对于个人的成长和成功至关重要，因此，本实验旨在探究自控能力的培养方法及其对个体的影响。
实验设计：本实验采用了随机分组设计，将参与者分为实验组和对照组。
实验组接受了自控训练，而对照组则没有接受任何干预。
实验组的训练内容包括目标设定、时间管理、情绪调控和自我激励等方面的技巧。
实验过程：实验组的参与者在训练期间每天进行自控训练，包括设定每日目标、制定时间表、记录情绪变化和给予自我奖励等。
对照组的参与者则按照平时的生活方式进行。
实验总共持续了四个星期。
实验结果：通过实验数据的收集和分析，我们得出了以下结论：1. 自控训练能够显著提升参与者的自控能力。
实验组的参与者在自控能力测试中表现出更好的成绩，包括更好的情绪调控能力、更高的目标达成率和更好的时间管理能力。
2. 自控训练对于参与者的生活质量有积极影响。
实验组的参与者在训练结束后，报告了更高的满意度和幸福感。
他们更能够控制自己的情绪，更有条理地安排时间，并且更能够实现自己的目标。
3. 自控训练对于个体的长期发展具有重要意义。
通过训练，参与者学会了如何制定目标、克服困难和保持自我激励。
这些技能对于个人的学习、工作和人际关系都具有重要意义。
讨论：本实验结果表明，自控训练对于个体的自控能力和生活质量具有显著影响。
然而，我们也要注意到，自控能力的培养是一个长期的过程，需要持续的努力和实践。
在实际应用中，我们可以结合自控训练和其他方法，如心理咨询和行为疗法，来提升个体的自控能力。
结论：自控训练是一种有效的方法，可以帮助个体提升自己的自控能力，提高生活质量。
在现代社会，自控能力对于个人的成功和幸福至关重要。
因此，我们应该重视自控能力的培养，并积极采取措施来提升自己的自控能力。
总结：通过本实验的设计和实施，我们深入了解了自控能力的培养方法及其对个体的影响。
自控训练是一种有效的方法，可以帮助个体提升自己的自控能力，并提高生活质量。
自动控制实践实验报告
一、实验目的1. 理解自动控制系统的基本概念和原理；2. 掌握自动控制系统的基本分析方法；3. 培养动手操作能力和实验技能；4. 提高对自动控制系统的设计、调试和优化能力。
二、实验原理自动控制系统是一种利用反馈控制原理，使被控对象的输出量能够跟踪给定输入量的系统。
本实验主要研究线性定常系统的稳定性、动态性能和稳态性能。
三、实验设备1. 自动控制实验台；2. 实验仪器：信号发生器、示波器、信号调理器、数据采集卡等；3. 实验软件：MATLAB/Simulink。
四、实验内容1. 系统搭建与调试（1）搭建实验台，连接实验仪器；（2）设置信号发生器，产生不同频率、幅值的信号；（3）调整信号调理器，对信号进行放大、滤波等处理；（4）将处理后的信号输入实验台，观察系统的响应。
2. 稳定性分析（1）根据实验数据，绘制系统的伯德图；（2）根据伯德图，判断系统的稳定性；（3）通过改变系统参数，观察对系统稳定性的影响。
3. 动态性能分析（1）根据实验数据，绘制系统的阶跃响应曲线；（2）根据阶跃响应曲线，分析系统的上升时间、超调量、调节时间等动态性能指标；（3）通过改变系统参数，观察对系统动态性能的影响。
4. 稳态性能分析（1）根据实验数据，绘制系统的稳态误差曲线；（2）根据稳态误差曲线，分析系统的稳态性能；（3）通过改变系统参数，观察对系统稳态性能的影响。
五、实验结果与分析1. 系统搭建与调试通过搭建实验台，连接实验仪器，观察系统的响应，验证了实验系统的可行性。
2. 稳定性分析根据伯德图，判断系统在原参数下的稳定性。
通过改变系统参数，观察对系统稳定性的影响，得出以下结论：（1）系统在原参数下稳定；（2）减小系统参数，系统稳定性提高；（3）增大系统参数，系统稳定性降低。
3. 动态性能分析根据阶跃响应曲线，分析系统的动态性能指标：（1）上升时间：系统在给定输入信号作用下，输出量达到稳态值的80%所需时间；（2）超调量：系统在达到稳态值时，输出量相对于稳态值的最大偏差；（3）调节时间：系统在给定输入信号作用下，输出量达到稳态值的95%所需时间。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告摘要：本实验通过对自动控制原理的研究与实践，旨在深入了解自动控制系统的基本原理，以及相关的实验应用。
通过实验的设计与实施，我们在实践中学习了控制系统的结构、传递函数、稳定性、稳态误差等内容，并通过使用PID控制器对物理实验系统进行控制，从而对自动控制系统有了更加深入的理解。
引言：自动控制原理是现代工程控制领域的基础理论之一，在工业、交通、通信等领域都有广泛的应用。
自动控制原理实验是培养学生工程实践能力和动手能力的重要实践环节。
本实验通过对自动控制原理相关实验的设计与实践，让我们深入了解了自动控制系统的基本原理，并通过实际操作对理论知识进行了实际应用。
实验目的：1. 了解自动控制系统的基本结构和原理；2. 学习如何建立传递函数，并分析系统的稳定性；3. 熟悉PID控制器的参数调节方法；4. 掌握如何利用PID控制器对物理实验系统进行控制。
实验原理与方法：1. 实验装置搭建：我们搭建了一个简单的电路系统，包括输入信号源、控制器、执行器和输出传感器。
通过控制器对执行器的控制，实现对输出信号的调节。
2. 传递函数建立：使用系统辨识方法，通过对输入和输出信号的采集，建立系统的传递函数。
经过数据处理和分析，得到系统的传递函数表达式。
3. 稳定性分析：对系统的传递函数进行稳定性分析，包括零极点分析和Nyquist稳定性判据。
根据分析结果，判断系统的稳定性。
4. PID参数调节：根据传递函数和系统要求，使用PID控制器对系统进行调节。
根据实际情况进行参数调节，使得系统的响应达到要求。
实验结果与讨论：我们通过以上方法，成功地建立了控制系统的传递函数，并进行了稳定性分析。
通过对PID控制器参数的调节，使系统的稳态误差达到了要求。
通过实验，我们深刻理解了自动控制系统的基本原理，并学会了如何应用具体方法进行实际操作。
实验结论：通过自动控制原理的实验研究，我们对控制系统的基本原理有了更加深入的了解。
实践中，我们通过搭建实验装置、建立传递函数、进行稳定性分析和PID参数调节等实验操作，使得理论知识得到了更加全面的应用和巩固。
西工大-自动控制原理实验报告
自动控制实验原理实验报告班级：姓名：学号：实验日期：报告撰写日期：2013.7.8目录1.1 实验目的 (4)1.2 实验原理及内容 (4)1.3 实验步骤 (6)1.4 实验结果及其分析 (9)1.4.1、比例环节 (9)1.4.2、惯性环节 (10)1.4.3、积分环节 (11)1.4.4、比例积分环节 (12)1.5总结 (13)自动控制原理实验2 (16)实验名称：线性系统的时域分析 (16)2.1 实验目的 (16)2.2 实验原理及内容 (16)2.3 实验步骤 (17)2.4 实验结果及其分析 (20)2.4.1、比例微分环节 (20)2.4.2、PID（比例-微分-积分）环节 (21)2.5总结 (22)自动控制原理实验3 (24)实验名称：二阶/三阶系统的瞬态响应和稳定性 (24)3.1 实验目的 (24)3.2 实验原理及内容 (24)3.3 实验步骤 (25)3.4 实验结果及其分析 (28)3.4.1、二阶系统 (28)3.4.2、三阶系统 (36)3.5总结 (38)4.1 实验目的 (40)4.2 实验原理及内容 (40)4.3 实验步骤 (41)4.4 实验结果及其分析 (45)4.4.1、一阶惯性环节 (45)4.4.2、二阶闭环系统 (46)4.4.3、二阶开环系统 (47)4.5总结 (49)自动控制原理实验1实验名称：线性系统的时域分析实验时间：2013.6.13实验地点：航空楼A612室实验学生（签名）：付泰2010300384实验设备验收人员（签名）：实验成绩：实验指导教师（签名）：1.1 实验目的1、掌握线性系统的时域特性规律，观察比例环节，惯性环节，积分环节，比例积分环节输出时域响应曲线，并测量相应参数。
2、熟悉自动控制原理实验装置，能够熟练运用LabACTn软件解决线性系统的时域输出响应。
1.2 实验原理及内容1、比例环节典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。
西北工业大学 实验报告
西北工业大学实验报告《西北工业大学实验报告》西北工业大学是一所位于中国陕西省西安市的高等学府，以其严谨的科学研究和丰富的实验教学而闻名。
在这里，学生们不仅可以接受到扎实的理论知识，还能通过各种实验活动来提升自己的实践能力。
下面，我们将就西北工业大学的实验报告进行一番探讨。
西北工业大学的实验报告是学生进行实验活动后所撰写的一份详细记录，其中包括实验目的、方法、结果、分析和结论等内容。
这些实验报告旨在让学生通过实践活动来加深对理论知识的理解，提高自己的动手能力和实验技能。
在西北工业大学，学生们有机会参与各种各样的实验活动，涵盖了物理、化学、生物、工程等多个学科领域。
通过这些实验活动，学生们可以亲身感受到科学知识的魅力，培养自己的观察力、思维能力和动手能力。
在实验活动结束后，学生们需要按照一定的格式和要求来撰写实验报告。
这不仅有助于学生对实验过程的回顾和总结，还能够培养学生的科学写作能力。
通过撰写实验报告，学生们可以逐步提高自己的文字表达能力和逻辑思维能力。
西北工业大学的实验报告不仅是对学生实验活动的一份记录，更是对学生科学素养的一次锻炼。
通过实验报告的撰写，学生们能够不断提高自己的实验技能和科学素养，为将来的科研工作和实践活动打下坚实的基础。
总之，西北工业大学的实验报告是学生进行实验活动后的一份重要记录，它不仅有助于学生对实验过程的回顾和总结，还能够培养学生的科学写作能力和科学素养。
相信通过这样的实践活动，学生们能够更好地掌握科学知识，提高自己的实践能力，为将来的科研工作和实践活动做好准备。
自控实验报告
自控实验报告自控，是我们在生活中需要面对的一个大挑战。
自控是指我们通过自我调节，控制自己的行为，以达到合理的目标。
自我掌控是一个需要长期培养和提升的能力，它与我们的生活质量和心理健康密切相关。
在我们日常生活和工作中，如果我们不具备自控的能力，常常会导致各种各样的问题，如情绪失控，无法克制诱惑，不能按时完成工作，等等。
因此，我们每个人都需要锻炼自己的自控能力，使其达到足够的水平，以应对各种挑战。
为了更好的理解自控这个概念，以及如何提升自己的自控能力，我参加了自控实验。
此次实验采用的是习惯改变的方法，我需要尝试改变一个坏习惯，以此来磨练自己的自控能力。
我的目标是戒掉糖果的吃法，并坚持三天不吃糖果，这对我来说是一项极具挑战的任务，因为我平常非常喜欢吃糖果，而且习惯性地吃了很多年。
实验开始后，我开始意识到，与减肥或者戒烟这类拖延症状不同，糖果成瘾所带来的诱惑更加强烈。
要想改掉这个习惯，靠个人的控制显然是不可行的。
于是，我采取了下面的方法：1. 明确明确自己的目标：坚持三天不吃任何形式的糖果。
我确定了目标时间，这种时间感使我感觉非常有紧迫感，这会帮助我集中注意力和执行力。
2. 准备好应对挑战的方法。
我知道，戒糖并不是容易的事情，于是我特别准备了糖果变相替代品，如香蕉和苹果。
当我感到口渴或想吃东西的时候，我会选择吃这些水果，来满足我的口腔需求，减轻因为无糖果而造成的不适之感。
3. 自我监督。
我故意在自己锁定目标时告诉一些身边的人，这能够确保我保持承诺，并鼓舞自己的心态。
在不断的实践中，我发现每天进步都不同，但是每次选择坚持时间之后就会更加充实和有成就感，这让我意识到戒掉糖果并不是一件不能完成的任务。
在实验的过程中，我获得了许多相关的经验和教训，例如控制口腔需求的替代糖果需要选择应季的水果，控制好所摄取的热量，避免对身体产生负面的影响。
总的来说，这次自控实验让我深刻认识到自控能力的重要性，对提高个人内在素养、应对各种挑战具有极其重要的作用。
自动控制实验报告
一典型系统的时域响应和稳定性分析一、实验目的1．研究二阶系统的特征参量（ξ、ωn）对过渡过程的影响。
2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
3．熟悉Routh判据，用Routh判据对三阶系统进行稳定性分析。
二、实验原理及内容1．典型的二阶系统稳定性分析(1) 结构框图：见图1图1(2) 对应的模拟电路图图2(3) 理论分析导出系统开环传递函数，开环增益。
系统开环传递函数为：G(S) = =开环增益为：K=K1/K0(4) 实验内容先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。
在此实验中(图2)，s 1T 0=， s T 2.01=，R200K 1= R200K =⇒系统闭环传递函数为：KS S KS S S W n n n 5552)(2222++=++=ωζωω 其中自然振荡角频率：R1010T K 1n ==ω；阻尼比：40R1025n =ω=ζ2．典型的三阶系统稳定性分析 (1) 结构框图图3(2) 模拟电路图图4(3) 理论分析系统的开环传函为:)1S 5.0)(1S 1.0(S R 500)S (H )S (G ++=(其中R 500K =)，系统的特征方程为:0K 20S 20S 12S 0)S (H )S (G 123=+++⇒=+。
(4) 实验内容从Routh 判据出发，为了保证系统稳定，K 和R 如何取值，可使系统稳定，系统临界稳定，系统不稳定三、 实验现象分析1．典型二阶系统瞬态性能指标表1其中21e Mp ζ-ζπ-=，2np 1t ζ-ωπ=，n s 4t ζω=，21p e 1)t (C ζ-ζπ-+=2．典型三阶系统在不同开环增益下的响应情况由Routh判据得：S3 1 20S212 20KS10S020K 0要使系统稳定则第一列应均为正数，所以得得0<K<12即R>41.7KΩ时，系统稳定K=12 即R=41.7KΩ时，系统临界稳定K>12即R<41.7KΩ时，系统不稳定二线性系统的根轨迹分析1.绘制图3系统的根轨迹由开环传递函数分母多项式得最高次为3，所以根轨迹条数为3。
自动控制原理实验报告(自动化专业电子版)
精心整理自动控制原理实验报告课程编号：ME3121023专业班级实验目的和要求：通过自动控制原理实验牢固地掌握《自动控制原理》课的基本分析方法和实验测试手段。
能应用运算放大器建立各种控制系统的数学模型，掌握系统校正的常用方法，掌握系统性能指标同系统结构和参数之间的基本关系。
通过大量实验，提高动手、动脑、理论结合实际的能力，提高从事数据采集与调试的能力，为构建系统打下坚实的基础。
一、12341分环节和比例积分微分环节。
2、在阶跃输入信号作用下，记录各环节的输出波形，写出输入输出之间的时域数学关系。
3、在运算放大器上实现各环节的参数变化。
（三）、实验要求：1、仔细阅读自动控制实验装置布局图和计算机虚拟测量软件的使用说明书。
2、做好预习，根据实验内容中的原理图及相应参数，写出其传递函数的表达式，并计算各典型环节的时域输出响应和相应参数（K、T）。
3、分别画出各典型环节的理论波形。
5、输入阶跃信号，测量各典型环节的输入和输出波形及相关参数。
（四）、实验原理：实验原理及实验设计：1．2．3．时域输出响应：4．比例积分环节：Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：5．比例微分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：6．123、123的原因。
（七）、记录实验数据：、实测实验二二阶系统的性能研究（一）、实验目的：通过实验加深理解二阶系统的性能指标同系统参数的关系。
（二）、实验内容：1、二阶系统的时域动态性能研究；（三）、实验要求：1、做好预习，根据实验原理图所示相应参数，写出系统的开环，闭环传递函数。
（八）、思考与讨论：将实验结果与理论知识作对比，并进行讨论。
实验三系统时域分析实验（一）、实验目的：1、深入掌握二阶系统的性能指标同系统闭环极点位置的关系。
2、掌握高阶系统性能指标的估算方法及开环零、极点同闭环零、极点的关系。
3、能运用根轨迹分析法由开环零极点的位置确定闭环零极点的位置。
西北工业大学自动控制原理实验报告
实验一、二 典型环节的时间特性研究一、目的要求1.掌握典型环节的模拟运算电路的组成原理。
2.掌握惯性环节，比例微分环节，比例积分环节，比例，微分，积分环节，振荡环节的时间特性的实验验方法和特点。
二、实验电路及运算观察、记录1惯性环节：其中：T=R1C ，K=R1/R0（1）模拟电路图 （1） 典型惯性环节模拟电路（2）注：‘S ST ’不能用“短路套”短接（3）安置短路套（4）测孔联线 （5）虚拟示波器（B 3）的联接：示波器输入端CH 1接到A6单元信号输出端OUT （U0）.注：CH 1选“X1”档。
时间量程选‘X4’档（6）运行、观察、记录打开计算机→我的电脑→D 盘→Aedk →LABACT.exe 进入LABACT 程序。
选择自动控制菜单下的线性系统实域分析→典型环节模拟研究分析→开始试验，弹出示波器显示界面，按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮时（0→+5v 阶跃），点击开始。
测完特征后点“停止”，开始读数。
用示波器观测A6输出端（Uo ）的实际响应曲线（t ），且将结果记下。
改变电容C 值(即改变时间常数)，加Ui ，测Uo ，并将结果记录下来与第一次的比较。
2.比例微分环节：)1()()(S Kp s Ui s Uo T D += 其中：，R3很小（1）模拟电路图 典型比例微分环节模拟电路（2）输入连线a.为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT ），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/5V 作为环节的信号输入（Ui ）。
b.将函数发生器（B5）中的插针‘S ST ’用短路套短接。
c.将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。
d.信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节（正输出宽度在70ms 左右，幅度在400mV 左右）。
（3）安置短路套注：CH1选’X1’档。
时间量程选’/2’档。
(6)运行，观察，记录6单元信号输出端OUT(Uo)操作与惯性环节实验相同，用示波器观察A6输出端(Uo)的实际响应曲线Uo(t)，并将结果记下来，改变参数R1值，重新测试结果，并记录比较。
工业自控电路实验报告
工业自控电路实验报告实验名称：工业自控电路实验实验目的：通过搭建和调试工业自控电路，掌握自控电路的原理与应用。
实验器材：工控开关、继电器、传感器、控制器、电源等。
实验步骤：1. 搭建电路：根据实验要求，将所需的器件按照电路图的连接方式进行搭建，并正确接入电源。
2. 设置参数：根据所需的执行程序，对控制器上的参数进行设置，包括控制模式、继电器动作条件等。
3. 调试电路：接通电源后，调试工业自控电路，观察器件之间的连通情况和信号是否正常。
4. 运行实验：根据实验要求，对工业自控电路进行操作，观察传感器的状态和控制器的反应。
5. 记录实验数据：在实验过程中，记录传感器的采样数值、控制器的输出信号等数据。
6. 数据分析：根据实验数据，对工业自控电路的工作状态进行分析和总结。
7. 实验总结：撰写实验报告，总结工业自控电路实验过程和所得结果，归纳经验和教训。
实验结果：根据实验数据，我们发现工业自控电路能够根据传感器的信号，自动调节执行器（如继电器）的状态，实现对工业过程的自动控制。
通过设置控制器的参数和阈值，可以实现不同的控制模式，如比例、积分、微分控制等。
实验中我们观察到，控制器对传感器信号的反应速度很快，能够快速稳定地调节执行器的状态。
同时，我们也发现控制器的输出信号会受到传感器信号的影响，当传感器信号不稳定或异常时，控制器的输出也会受到影响。
实验总结：通过本次工业自控电路实验，我们深入了解了自控电路的原理与应用。
通过搭建和调试电路，我们掌握了工业自控电路的基本连接方式和操作步骤。
实验中，我们通过观察和记录数据，分析了工业自控电路的工作状态和特点。
我们发现工业自控电路能够自动控制工业过程中的各项参数，提高效率和稳定性。
同时，我们也发现了一些问题，如传感器信号的稳定性和控制器输出的准确性等，这些问题需要进一步研究和改进。
通过本次实验，我们不仅加深了对工业自控电路的理解和认识，还培养了团队协作和实验操作能力。
西工大工业生产过程控制技术实验报告
《工业生产过程控制技术》综合实验实验报告一、实验目的在现代工业自动化生产线上，广泛采用可编程序控制器（PLC）、工业计算机对生产的流程进行控制。
本实验目的如下：1、综合运用和巩固所学过的理论知识。
如：电工学、工业生产过程控制、电气控制技术，提高动手能力、理论联系实际与综合分析和设计的能力；2、了解并掌握对自动化生产过程或自动生产机械设备进行控制的一般设计方法和步骤，学会电气原理图、接线图的设计方法；3、学会可编程序器（PLC）、变频器、交流电机的具体使用方法，包括接线、参数设置、程序编制等，学会PLC与计算机之间的通讯方法。
二、实验内容《工业生产过程控制技术》综合实验总的要求是应用可编程序控制器、交流变频器控制交流三相异步电动机的启动、停止、正、反转及速度调节。
综合实验的主要内容包括以下六个部分：1、学习PLC、变频器等的使用方法。
这个阶段仔细阅读所用PLC、变频器等的使用说明书，弄清它们的工作原理，学会使用方法。
包括了解如何接线，各接线端子的用途，参数如何设置，各参数代表的意义。
2、设计电气原理图及接线图。
3、连接硬件线路。
4、编制PLC程序、计算机程序、设置交流变频器的参数。
5、系统通电运行及调试。
6、完成实验报告。
三、实验仪器OMRON公司生产的CPM2AH型PLC，1台OMRON公司的CXP编程软件伦茨公司的SMD系列ESMD751X2TXA型变频器，1台接触器2个，导线若干，按钮4个，电位器1个，电动机1台四、实验过程实验1 用开关和接触器控制电机正反转具体步骤如下：1、设计主电路原理图（图1）和控制电路原理图（图2）。
图1 主电路原理图图2 控制电路原理图2、按照原理图设计接线图，并连接主电路和控制电路。
接触器的接法：三相接触器一共有8个点，三路输入，三路输出分别对应接入主电路，两个控制点A1、A2串入控制电路；KM2的常闭辅助触点串入KM1的控制点回路中，KM1的常闭辅助触点串入KM2的控制点回路中，形成接触器互锁。
自控元件实验报告
一、实验目的1. 了解自控元件的基本原理和功能；2. 掌握自控元件的实验操作方法；3. 分析自控元件在控制系统中的应用；4. 培养实验操作能力和分析问题能力。
二、实验器材1. 自控元件实验箱；2. 电源；3. 信号发生器；4. 示波器；5. 电阻、电容、电感等元件；6. 导线；7. 实验指导书。
三、实验原理自控元件是自动控制系统中的一种基本元件，用于实现信号的放大、滤波、转换等功能。
本实验主要研究以下自控元件：1. 运算放大器：具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益等特性，可用于放大、滤波、积分、微分等运算；2. 滤波器：用于对信号进行过滤，分为低通、高通、带通、带阻等类型；3. 传感器：将非电信号转换为电信号，如温度传感器、压力传感器等；4. 执行器：将电信号转换为机械动作或物理变化，如电机、继电器等。
四、实验内容1. 运算放大器实验（1）搭建运算放大器电路，实现放大、滤波、积分、微分等功能；（2）通过示波器观察输出波形，分析电路性能；（3）调整电路参数，优化电路性能。
2. 滤波器实验（1）搭建低通、高通、带通、带阻等滤波器电路；（2）通过示波器观察输出波形，分析滤波效果；（3）调整电路参数，优化滤波效果。
3. 传感器实验（1）搭建温度传感器、压力传感器等电路；（2）观察传感器输出信号，分析传感器性能；（3）调整电路参数，优化传感器性能。
4. 执行器实验（1）搭建电机、继电器等执行器电路；（2）观察执行器动作，分析执行器性能；（3）调整电路参数，优化执行器性能。
五、实验步骤1. 根据实验指导书，搭建实验电路；2. 连接电源、信号发生器、示波器等设备；3. 根据实验要求，调整电路参数；4. 观察实验现象，记录实验数据；5. 分析实验结果，总结实验经验。
六、实验结果与分析1. 运算放大器实验实验结果表明，运算放大器电路能够实现放大、滤波、积分、微分等功能。
通过调整电路参数，可以优化电路性能，满足实际需求。
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作出校正后系统的频域响应图，有：
由图可读得：校正后系统的相角裕度增大为56°，截止频率增大为 17.6，频域指标基 本符合系统要求，下面进行校正后系统的时域仿真。
四．仿真验证 已校正系统的闭环传递函数为： ∅ s = 其单位阶跃响应为： 0.016s 3 + 4.6s + 21.88 0.32s 2 + 5.6s + 21.88
图 5.1 卫星参考坐标系示意图 （1）地心惯性坐标系Oe Xi Yi Zi 该坐标系用于描述卫星在惯性空间的状态 （2）轨道坐标系 O Xo Yo Zo 该坐标系用于描述卫星轨道的状态 （3）卫星本体坐标系 OXb Yb Zb 卫星本体坐标系固连在卫星上，原点在卫星质心，三轴与卫星惯量主轴一致。 （4）北东地地理坐标系Od Xθ Yλ Zr 该坐标系是用于描述地磁场的坐标系
自动控制原理 实验报告
姓名： 班号： 学号：
张韬 02020901 2009300630;卫星三轴姿态控制系统>
姓名： 张韬 班号： 02020901 学号： 2009300630
摘要：本文主要研究一种卫星三轴姿态控制系统。由于“三轴”为互相垂直的三个轴，
本文先介绍只针对一轴的具体控制措施，之后通过不同的坐标系对卫星在空间中 的姿态描述进行讨论。
由图中读得的各项时域指标如下： 延迟时间t d =0.057s 上升时间t r =0.113s 峰值时间t p =0.158s 调节时间t s =0.227s 超调量σ%=13% 对比未校正之前的数据，发现系统的动态性能有较大的提升，校正设计达到了目的。
五．结论 由于对单轴的系统的调试已经完成，下面主要对通过坐标变换对卫星在空间中的 姿态描述进行讨论。 参考坐标系的定义： 在讨论卫星的姿态时，首先要选定空间参考坐标系。对于绕地球轨道运行的对地 定向卫星，一般采用地心惯性坐标系作为所有运动的基准坐标系，以卫星本体坐标系 三轴和轨道坐标系三轴之间的关系来描述卫星的姿态，同时引入一些辅助坐标系。各 坐标系定义如下：
由图中数据可知： 延迟时间t d =0.123s 上升时间t r =0.198s 峰值时间t p =0.341s 调节时间t s =1.48s 超调量σ%=51%
3.稳态性能（稳态误差） 此系统的开环传递函数为： G(s)= 系统为一型系统，因此： 对单位阶跃输入的稳态误差为 0 对单位速度输入的稳态误差为 1/21.88=0.05 对单位加速度输入的稳态误差为无穷大 4.根轨迹分析 通过 matlab 求取根轨迹：
J2 J 1 +J 2
„„1
„„2
θ
J2 J 1 +J 2
我们把θ1 作为输出角度θC ，将比例
记作系数K 2 ，则有：
C 1 K2
显然，被控对象的开环模型建立如下：
Km C K1 K 2 s(Tm s 1)
R
参考文献
[1] 谢祥华，微小卫星姿态控制系统研究，南京航空航天大学，2007 年 1 月。 [2] 田春华，三轴稳定卫星姿控系统的一般性问题，哈尔滨工业大学，2000 年 11 月。 [3] 土屋和雄，人造卫星的三轴姿态控制，控制工程，1985 年第一期。 [4] 张国富，中国近地轨道卫星三轴稳定姿态控制系统，自动化学报，1980 年第 3 期。
u
为了使系统稳定，引入反馈，我这里引入的是测速反馈：
二．分析被控对象特性 下面分析系统的特性： 查得某型电动机的传递系数K m 和时间常数Tm 分别为： K m =28 Tm =0.33 为研究方便，取放大器系数������ ������=100 取卫星自重 99 公斤，飞轮 1 公斤，计算得系数K 2 =1/100 测速发电机传递系数K t =1 则最后的模型确定如下：
一．建立被控对象数学模型 首先，我先在未进行任何校正的情况下，建立最基础的系统模型： 由输入的期望角度信号������������ 到驱动电机的输入电压信号������的转换，这一步由一个信 号放大器实现，放大器增益为������ ������：
R u K1
由输入电压信号������到电动机旋转角度������的转换，这一步由电动机实现：
Km s(Tm s 1)
u
下面，卫星主体和飞轮通过电动机进行动量交换。设卫星主体转动惯量为J1 ，飞 轮转动惯量为J2 ，它们之间的力矩为 M(t)，则有： M(t)= J1 α1=J2 α2 经过两次积分得： J1 θ1=J2 θ2 又易知： θ1 + θ2 = θ 1，2 两式联立解得θ1 =
下面通过 matlab 语句完成对此系统的分析： 1. 判断稳定性 求出此系统的闭环传递函数，结果为： Φ (s) = 因此有： D(s)= 33 s 2 + 128 s + 2800 通过列劳斯表验证，此系统稳定。 2.时域响应 通过 matlab 求取系统的阶跃响应： 33 s2 2800 + 128 s + 2800
关键字：姿态控制，测速反馈控制，串联校正
引言：
卫星姿态控制系统的作用是在星箭分离后，控制卫星进行速率阻尼，地球捕
获，太阳帆板展开等一系列过程，最终以一定的精度保持在一个期望的姿态。当 卫星由于某种原因偏离期望状态时，卫星姿态控制系统能够控制卫星重新恢复到 稳定状态，有些卫星还应具有一定的机动和跟踪能力。 卫星姿态控制系统的任务包括卫星姿态确定和姿态控制两个方面。它一般由 姿态敏感器、姿态控制器和执行机构三部分组成。姿态敏感器用来测量卫星相对 于某一基准方位的姿态信息，常用的有红外地平仪，磁强针，星敏感器和光纤陀 螺等；姿态控制器由控制计算机及相关电路组成，主要对姿态敏感器的测量信息 进行采集、分析和处理，确定卫星的姿态，按事先设计的控制律产生控制指令， 发给执行机构；执行机构则根据控制器发出的控制指令调整工作的状态，为卫星 提供力矩，实现卫星的稳定或机动，常用的执行机构有推力器系统、飞轮系统、 磁力矩器等。
21.88 s(0.26 s + 1)
由图中可知，系统在开环增益 K 大于零的情况下都是稳定的。
5.频域分析
由图可知，系统的截止频率为 8.83，幅值裕度为无穷大，相角裕度为24°，不符合卫星姿 态调整系统对性能的要求，下面进行校正。
三．设计控制器 由于原系统稳定，并且希望截止频率大一些，因此采用串联超前校正。经过计算选 取如下校正网络： Gc s = 校正后的开环传递函数为： G′ s = 21.88 0.21s + 1 s 0.06s + 1 0.26s + 1 0.25s + 1 0.04s + 1