自动控制原理标准实验报告

电子科技大学自动化工程学院标准实验报告

（实验）课程名称自动控制原理

电子科技大学教务处制表

电子科技大学

实验报告

学生：音学学号：29 指导教师：

实验地点：C2 507 实验时间：实验室名称：

实验项目名称：系统认识与系统测试

实验学时：4

实验原理：实验原理图如下：

被测试系统是指：由控制部分，电动机，反馈电位器组成的部分。

在该实验中要求：1 测试输入(外部、计算机)信号与输出角度信号之间的关系（曲线）。

2 测试反馈电位器的输出电压与角度信号之间的关系（曲线）。

实验电路图

实验目的：1了解开环系统的工作状态，掌握闭环系统反馈极性的判别方法及其影响。

2 掌握系统相关数据的测试方法。

实验容：1 测试输入(外部、计算机)信号与输出角度信号之间的关系（曲线）。

2 测试反馈电位器的输出电压与角度信号之间的关系（曲线）。

实验器材：XZ-IIC型实验仪计算机自动控制原理实验仪万用表

实验步骤：

1 将系统接为单位负反馈系统，适当选取K值(约等于3)。

2 在-5V－+5V围间隔0.5V调整R的输出电压(用万用表监测)，读出对应的输出角度值(可用计算机读出)。

3 断开系统输入，用手转动电机，在-150°－+150°间每隔10°选取一测试值用万用表监测反馈电位器的输出电压并作好记录。(用计算机监测给定角度)

实验数据及结果分析：实验机号20054409

计算机的给定电压与系统输出角度的关系：

给定电压-3-2.5-2-1.5-1-0.500.51 1.5 2.03 2.53输出角度-110-90.4-77.2-53.9-39.4-2201735.555.567.890.4107.6

横轴－计算机的给定电压纵轴－系统输出角度

系统输出角度与反馈电压间的关系：

输出角度

-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60反馈电压

-4.29-4-3.71-3.42-3.-2.801-2.51-2.29-1.94-1.658

-50-40-30-20-1001020304050 -1.366-1.-0.8-0.52-0.23300.3460.6280.915 1.196 1.483

60708090100110120130

1.77

2.052 2.338 2.628 2.913

3.201 3.82

4.11

横轴－系统输出角度纵轴－反馈电压

外部输入电压与系统输出角度的关系：

外部输入电压-3-2.5-2-1.5-1-0.500.51 1.52 2.53输出角度-115-86-76-48-36-2001636536885107

横轴－外部输入电压纵轴－输出角度

实验结论：

：

报告评分：

指导教师签字：

实验项目名称：随动系统的时域特性分析

实验学时：2

实验原理：

图21 实验系统方块图

该实验主要研究系统前向增益K与系统反馈增益H的变化，对系统时域指标的影响。

由于本系统负载摆杆有一限位挡杆，不能连续转动，不宜做系统开环实验，故只做闭环实验。

1）系统前向增益K与系统性能的关系

系统输入为单位阶跃信号(refi=1v)，先固定反馈增益H为1，设置不同前向增益K=0.3，0.5, 1, 1.5 , 2 , 2.5 , 3（前向增益K首次设置为1），观察并记录其不同的输出响应曲线。并注意观察对稳态控制精度的影响。

2）系统反馈增益H与系统性能的关系

系统输入为单位阶跃信号(refi=1v)，先固定前向增益K为1，设置不同反馈增益H=0.5, 1, 1.5 , 2 , 2.5 , 3（反馈增益H首次设置为1），观察记录其输出响应曲线。并注意观察稳态值及对稳态控制精度的影响。

实验目的：

了解系统频域分析方法。分析并掌握前向增益和反馈增益对系统稳定性的影响，并观察对稳态控制精度的影响。

实验容：

1设置不同前向增益K=0.3，0.5, 1, 1.5 , 2 , 2.5 , 3（前向增益K首次设置为1），观察并记录其不同的输出响应曲线

2设置不同反馈增益H=0.5, 1, 1.5 , 2 , 2.5 , 3（反馈增益H首次设置为1），观察记录其输出响应曲线。

实验器材（设备、元器件）：

XZ-IIC型实验仪计算机(或自动控制原理实验仪、示波器、万用表)

实验步骤：

1.首先打开DSP.EXE文件，得到PC操作界面；

2.接着点击菜单项“文件（F）”—“设置（S）”,或者第二个快捷键得到设置对话框“ESP

Setting”,选择其运行模式为“控制模式”，点击“OK”按扭；

3. 然后点击菜单项“实验（E）”—“2：随动系统的稳定性分析”，随之出现的“随动系

统的稳定性分析”参数设置对话框（如图22）中有三个参数可供选择：参考输入REFI、前向增益K和反馈增益H，设置好参数后点击“OK”按扭；

实验数据及结果分析：实验机号20054409

k=0.3 h=1 稳态值：44.5 ，46.9 ，47.9

k=0.5 h=1 稳态值：35.8 ，35.7 ，35.8

k=1 h=1 稳态值：34.1，34.4，34.8

k=1.5 h=1 稳态值：35.1 ，35.0 ，35.0

k=2 h=1

k=3 h=1

h=0.5 k=1 稳态值：77.2 ，75.9 ，75.2

h=1.5 k=1 稳态值：24.3 ，24.2 ，24.0

h=2 k=1 稳态值：18.2 ，17.5 ，16.8