东南大学自动控制原理实验报告

《自控控制原理》实验报告

《自动控制原理》

实验报告

姓名：

学号： 班级： 11电气1班 专业： 电气工程及其自动化 学院： 电气与信息工程学院

2013年12月

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《自控控制原理》实验报告

目 录

实验一、典型环节的模拟研究 实验二、二阶系统的阶跃响应分析 实验三、线性系统的稳态误差分析 实验四、线性系统的频率响应分析

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《自控控制原理》实验报告

实验一 典型环节的模拟研究

1.1 实验目的

1、熟悉并掌握TD-ACS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曲线和实际阶跃响应曲

信 控 学 院 上 机 实 验

实 验 报 告

课程 自动控制原理 实验日期 年 月 日

专业班级 测控1201班 姓名 XXXX 学号 XXXXX同组人

实验名称系统的能控性与能观测性分析及状态反馈极点配置

批阅教师签字

一、实验目的

1、学习掌握MATLAB控制工具箱中的基本命令的操作方法； 2、加深理解能观测性、能控性等观念；

3、掌握状态反馈系统的极点配置方法，研究不同配置对系统

动态特性的影响。

二、实验内容

1、学习掌握MATLAB控制工具箱中的基本命令的操作方法，特别是数学模型的描述。（自选控制对象模型，应用以下命令，并写出结果） 1） step, damp, pzmap, rlocus, rlocfind, bode, margin,

nyquist；

2） tf2ss, ss2tf, tf2zp, zp2ss； 3） ss2ss, jordan, canon, eig。 2、能控性、能观测性分析

（a）了解以下命令的功能；自选对象模型，进行运算，并写出结果。

自动控制原理 实验报告

学院： 电子信息工程学院 班级：

自动化1305

肖书文 13212163

组员：

龚成贵 13212005

张丹 13212168

2015年1月3日

实验一典型环节及其阶跃响应

一、 实验目的

1. 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。 2. 掌握控制系统时域性能指标的测量方法。

二、实验仪器

1．自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台

三、实验原理

1．模拟实验的基本原理：

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

1

响。

四、实验内容

构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：

1. 比例环节的模拟电路及其传递函数。

G(s)?R2R12. 惯性环节的模拟电路及其传递函数。 G(s)??KTs?1(K?R2

R,T?R2C)13. 积分环节的模拟电路及传递函数。

自动控制原理 实验报告

学院： 电子信息工程学院 班级：

自动化1305

肖书文 13212163

组员：

龚成贵 13212005

张丹 13212168

2015年1月3日

实验一典型环节及其阶跃响应

一、 实验目的

1. 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。 2. 掌握控制系统时域性能指标的测量方法。

二、实验仪器

1．自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台

三、实验原理

1．模拟实验的基本原理：

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

1

响。

四、实验内容

构成下述典型一阶系统的模拟电路，并测量其阶跃响应：

1. 比例环节的模拟电路及其传递函数。

G(s)?R2R12. 惯性环节的模拟电路及其传递函数。 G(s)??KTs?1(K?R2

R,T?R2C)13. 积分环节的模拟电路及传递函数。

传感器第一次实验

试验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验

一． 实验目的

了解金属箔式应变片的应变效应及单臂电桥工作原理和性能。

二． 基本原理

电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压 Uo1?EK?/4，其中K为应变灵敏系数，???L/L为电阻丝长度相对变化。

三． 实验器材

主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。

四． 实验步骤

1. 根据接线示意图安装接线。 2. 放大器输出调零。 3. 电桥调零。

4. 应变片单臂电桥实验。

测得数据如下： 重量（g） 电压（mv） 0 3.5 20 7.2 40 11.3 60 16.0 80 20.7 100 24.7 120 28.8 140 33.5 实验曲线如下所示：

分析：由图可以看出，输出电压与加载的重量成线性关系，由于一开始调零不好，致使曲线没有经过原点，往上偏离了一段距离。

5. 根据表中数据计算系统的灵敏度S??U/?W（?U

22011209 谢雨蒙

《数学建模与实验》

实验报告

指导老师：王峰 姓名： 学号：

22011209 谢雨蒙

一、 问题重述：

1.用MATLAB或C++编制程序，分别计算n=3~30时的n阶矩阵的随机一致性指标RI 2、假设钓鱼岛争端最终解决方案有如下几种：武力解决最终归属、政治谈判决定归属、提交国际法庭并接受判决、无限期搁置或中日共管，作为专家，请用AHP方法为我国政府决策部门提供合理化决策。

二、问题分析：

2、该问题是一个多因素影响的决策问题。影响政府最终合理化决策的因素是多方面的，通过定性、定量分析每个因素对决策的影响最终获得最佳方案。这里可以构建一个层次结构模型，以政府所做的合理化决策为方案层，以本题所列的方案所耗费的人力物力财力较少，所花费的时间较少，人民的支持率较高，所产生的不良后果较小四个影响因素为中间层，以题目所给的四个方案为方案层。通过层次分析法，最终获得所需结果。

三、问题假设：

1、每个影响因素是相互独立的

2、除了题目所列出的四个因素以外，不受其他因素的影响

四、定义及符号说明：

1、

Wi为权向量（i=1，2，3，4，5，6）

2、

3.2 线性控制系统的频域分析实验报告

3.2.1 一阶惯性环节的频率特性曲线

一．实验要求

了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）、幅相曲线（奈奎斯特图）的构造及绘制方法。

二．实验内容及步骤

本实验用于观察和分析一阶惯性环节的频率特性曲线。

频域分析法是应用频率特性研究线性系统的一种经典方法。它以控制系统的频率特性作为数学模型，以波德图或其他图表作为分析工具，来研究和分析控制系统的动态性能与稳态性能。

本实验将数/模转换器（B2）单元作为信号发生器，实验开始后，将按‘频率特性扫描点设置’表规定的频率值，按序自动产生多种频率信号，OUT2输出施加于被测系统的输入端r(t)，然后分别测量被测系统的输出信号的闭环对数幅值和相位，数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。

惯性环节的频率特性测试电路见图3-2-1。

图3-2-1 惯性环节的频率特性测试电路

实验步骤：

（1）将数/模转换器（B2）输出OUT2作为被测系统的输入。

（2）构造模拟电路：按图3-2-1安置短路套及测孔联线，表如下。 （a）安置短路套 （b）测孔联线

1 信号输入 B2（OUT2）→A3（H1） 模块号 跨

北京联合大学自动控制实验报告

北京联合大学

实验报告

课程（项目）名称： 自动控制理论 学 院： 自动化 专 业： 自控 姓 名： 学 号： 2014 指导教师： 成 绩：

2014年 12 月 10 日

北京联合大学自动控制实验报告

实验四 线性系统的校正

线性控制系统的校正与状态反馈就是在被控对象已确定，在给定性能指标的前提下，要求设计者选择控制器（校正网络）的结构和参数，使控制器和被控对象组成一个性能满足指标要求的系统。频域法校正主要是通过对被控对象的开环对数幅频特性和相频特性（波德图）观察和分析实现的。

一．实验目的

1．了解和掌握超前校正的原理。

2．了解和掌握利用开环的对数幅频特性和相频特性完成超前校正网络的参数的计算。 3．掌握在被控系统中如何串入超前校正网络，构建一个性能满足指标要求的新系统的方法。

二．实验内容及步骤

1．观测校正前时域特性曲线，並测量校正前系统的超调量Mp、峰值时间tP。 2．观测被控系统的开环对数幅频特性L( )和相频特性 ( )，幅值穿越频率ωc，相位裕度γ，按“校正后系统的相位裕度γ′

东自动化学院

实验报告

课程名称：检 测 技 术

第2次实验

实验名称： 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室：实验组别：

同组人员：实验时间：年11月23日 评定成绩：审阅教师：

实验十二电涡流传感器位移实验

一、基本原理

通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处在交变磁场时，根据电磁感应原理，金属体内产生电流，该电流在金属体内自行闭合，并呈旋涡状，故称为涡流。涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属体表面的距离ｘ等参数有关。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而改变激磁线线圈阻抗，涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。电涡流工作在非接触状态（线圈与金属体表面不接触），当线圈与金属体表面的距离ｘ以外的所有参数一定时可以进行位移测量。

二、实验器材

主机箱、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测微头、被测体（铁圆片）。

三、实验步骤

1、观察传感器结构，这是一个平绕线圈。根据图安装测微头、被测体、电涡流传感器并接线。

2、调节测微头使被测体与传感器端部接触，将电压表显示选择开关切换到20V 档，检查接线无误后开启主机箱电源开关，记下电压表读数，然后每隔0.1mm 读一个数，直到输出几乎不变为止。将数据

东南大学自动化学院

实 验 报 告

课程名称： 过程控制

第 六 次实验

实验名称： 液位——流量串级控制实验 院 （系）： 自动化 专 业： 自动化 姓 名：

学 号：

同组人员： 实验时间： 2017 年6 月 3 日 评定成绩： 审阅教师：

目 录

一．实验目的·························································· 3 二．实验内容·························································· 3 三．实验步骤·························································· 4 四．实验现象··········