控制理論實驗報告二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)

1、實驗報告課程名稱：控制理論（乙） 指導(dǎo)老師： 成績：__________________實驗名稱：二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng) 實驗類型：________________同組學(xué)生姓名：__________一、實驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿?二、實驗內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填） 四、操作方法和實驗步驟五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理 六、實驗結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得一、實驗?zāi)康?一、實驗?zāi)康?．通過實驗

2、了解參數(shù) (阻尼比)、 (阻尼自然頻率)的變化對二階系統(tǒng)動態(tài)性能的影 ? n ?響；2．掌握二階系統(tǒng)動態(tài)性能的測試方法。二、主要儀器設(shè)備 二、主要儀器設(shè)備1．THBDC-2 型 控制理論·計算機控制技術(shù)實驗平臺；2．PC 機一臺(含“THBDC-2”軟件)、USB 數(shù)據(jù)采集卡、37 針通信線 1 根、16 芯數(shù)據(jù)排線、USB 接口線。三、實驗內(nèi)容 三、實驗內(nèi)容1．觀測二階系統(tǒng)的阻尼比分別在 01 三種情況下的單位階躍響應(yīng) ?

3、? ?曲線；2．調(diào)節(jié)二階系統(tǒng)的開環(huán)增益 K，使系統(tǒng)的阻尼比 ，測量此時系統(tǒng)的超調(diào)量21 ? ? p ?、調(diào)節(jié)時間 ts(Δ= ±0.05)；3． 為一定時，觀測系統(tǒng)在不同 時的響應(yīng)曲線。 ? n ?四、實驗原理 四、實驗原理1．二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng) ．二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)用二階常微分方程描述的系統(tǒng)，稱為二階系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)形式的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(2-1) 2 222 ) () (n nnS S S RS C? ???? ??閉環(huán)特征方程

4、： 0 22 2 ? ? ? n n S ? ??其解 ， 1 22 , 1 ? ? ? ? ? ? ?? n n S針對不同的 值，特征根會出現(xiàn)下列三種情況： ?，其中： ， ( ， ) ) 1 ( ) (1 ? ? S T SK s G21Tk K ? RR k X1 ? C R T X 1 ? RC T2 ?其閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 1 1211 ) (TK S T STKS W? ??與式 2-1 相比較，可得， RC T Tkn

5、12 11 ? ? ?X RRT kT2 211 12 ? ? ?五、實驗步驟 五、實驗步驟根據(jù)圖 2-3，選擇實驗臺上的通用電路單元設(shè)計并組建模擬電路。1． 值一定時，圖 2-3 中取 C=1uF，R=100K(此時 )，Rx 阻值可調(diào)范圍為 n ? 10 ? n ?0～470K。系統(tǒng)輸入一單位階躍信號，在下列幾種情況下，用“THBDC-2”軟件觀測并記錄不同 值時的實驗曲線。 ?1.1 當(dāng)可調(diào)電位器 RX=250K 時， =0.

6、2，系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài)，其超調(diào)量為 53%左 ?右；1.2 若可調(diào)電位器 RX=70.7K 時， =0.707，系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài)，其超調(diào)量為 4.3% ?左右；1.3 若可調(diào)電位器 RX=50K 時， =1，系統(tǒng)處于臨界阻尼狀態(tài)； ?1.4 若可調(diào)電位器 RX=25K 時， =2，系統(tǒng)處于過阻尼狀態(tài)。 ?2． 值一定時，圖 2-4 中取 R=100K，RX=250K(此時 =0.2)。系統(tǒng)輸入一單位階躍信 ? ?號，在下列幾種情況下