自控报告

自控

实 验 报 告

实验课程： 自动控制理论实验 学生姓名： xxx 学 号： 123456

专业班级： 自动化

2014年 1 月1 日

实验一 线性系统的时域分析

一. 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

二．典型环节的方块图及传递函数 方 块 图 传递函数 比例 （P）积分 （I） 比例积分 （PI） 比例微分 （PD） 惯性环节 （T） G(S)?UO(S)?K Ui(S)UO(S)1 ?Ui(S)TSG(S)?G(S)?UO(S)1?K(1?)Ui(S)TS G(S)?UO(S)?K(1?TS)Ui(S) G(S)?UO(S)K ?Ui(S)1?TS比例积分微分（PID） G(S)?UO(S)Ui(S)KpTiS?KpTdS ?Kp? 三．实验内容及步骤 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所示。

实验步骤： 注：‘S ST’不能用“短路套”短接！

第六章 综合控制实验

（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 模块号 跨接座号 1 信号输入（Ui） B1（Y） →A1（H1） 1 A1 S4，S7（电阻R1=100K） 2 运放级联 A1（OUT→A6（H1） 2 A6 S2，S6 （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R1），重新观测结果，填入实验报告。

R1=200K，R2=100K R1=200K，R2=500K

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所示。

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3-1-4安置短路套及测孔联线，表如下。

（a）安置短路套 （b）测孔联线 模块号 跨接座号 1 信号输入（Ui） B1（Y） →A1（H1） 1 A1 S4，S8，S10（电容C=1uf） 2 运放级联 A1（OUT）→A6（H1） 2 A6 S2，S6 （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，用示波器观测A6输出端（Uo），按下信号发生器（B1）阶

跃信号按钮时（0→+4V阶跃），等待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到4V（输入）×0.632处，，得到与惯性的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得

爱迪克自控/计控原理实验系统

②

惯性环节模拟电路时间常数T。A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）。

改变时间常数及比例系数（分别改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1和反馈电容C），重新观测结果，填入实验报告。

R1=200K，R2=200K，C=1uF R1=200K，R2=200K，C=2uF 3)．观察积分环节的阶跃响应曲线：典型积分图所示

实验步骤：注：‘S ST’用短路套短接！

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT），代替信号发生器（B1）

中的人工阶跃输出作为系统的信号输入（Ui）；该信号为零输出时，将自动对模拟电路锁零。 ① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。 ② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度1秒左右（D1单元左显示）。 ③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 1V（D1单元右显示）。 （2）构造模拟电路：按图3-1-5安置短路套及测孔联线，表如下。 （a）安置短路套 （b）测孔联线

1 信号输入B5 （OUT）→A1（H1） 模块号 跨接座号 （Ui） 1 A1 S4，S10（电容C=1uf） 2 运放级联 A1（OUT）→A6（H1） 2 A6 S2，S6

3 B5 ‘S-ST’

（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，用示波器观测A6输出端（Uo），调节调宽电位器使宽度从0.3秒开始调到积分输出在虚拟示波器顶端（即积分输出电压接近+5V）为止。

②等待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到0V处，再移动另一根横游标到ΔV=1V（与输入相等）处，得到与积分的曲线的交点，再移动虚拟示波器两根纵游标，从阶跃开始到曲线的交点，量得积分环节模拟电路时间常数Ti。A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）。

③ 改变时间常数（分别改变运算模拟单元A1的输入电阻Ro和反馈电容C），重新观测结果，填入实验报告。（可将运算模拟单元A1的输入电阻的短路套（S4）去掉，将可变元件库（A11）中的可变电阻跨接到A1单元的H1和IN测孔上，调整可变电阻继续实验。）

第六章 综合控制实验

R1=100K，C=1uF R1=200K，C=2uF

4)．观察比例积分环节的阶跃响应曲线：典型比例积分环节模拟电路如图所示.。

实验步骤：注：‘S ST’用短路套短接！+

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性矩形波信号（OUT），代替信号发生器（B1）

中的人工阶跃输出作为系统的信号输入（Ui）；该信号为零输出时将自动对模拟电路锁零。 ① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。 ② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度1秒秒左右（D1单元左显示）。 ③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压 = 1V（D1单元右显示）。 （2）构造模拟电路：按图3-1-8安置短路套及测孔联线，表如下。

（a）安置短路套 （b）测孔联线

模块号 跨接座号 1 信号输入B5（OUT →A5（H1） 1 A5 S4，S8，S9（电容C=2uf） （Ui） 2 A6 S2，S6

2 运放级联 A5（OUT）→A6（H1） 3 B5 ‘S-ST’ （3）运行、观察、记录：（注：CH1选‘×1’档。时间量程调选‘×1’档） ① 打开虚拟示波器的单迹界面，点击开始，用示波器观测A6输出端（Uo）。

② 待完整波形出来后，移动虚拟示波器横游标到1V（与输入相等）处，再移动另一根横游标到ΔV=Kp×输入电压处，得到与积分曲线的两个交点。

③ 再分别移动示波器两根纵游标到积分曲线的两个交点，量得积分环节模拟电路时间常数Ti。 ④ 改变时间常数及比例系数（分别改变运算模拟单元A5的输入电阻Ro和反馈电容C），重新观测结果，填入实验报告。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ndkh.html