自控原理實(shí)驗(yàn)二

1、實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解參數(shù)(阻尼比)、(阻尼自然頻率)的變化對(duì)二階系統(tǒng)動(dòng)?n?態(tài)性能的影響；2.掌握二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.觀測(cè)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)曲線；2.調(diào)節(jié)二階系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益K，使系統(tǒng)的阻尼比，測(cè)量此時(shí)系統(tǒng)的21??超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間ts(Δ=0.05)；p?3.為一定時(shí)，觀測(cè)系統(tǒng)在不同時(shí)的響應(yīng)曲線。

2、?n?三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理1.二階系統(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(21)2222)()(nnnSSSRSC???????閉環(huán)特征方程：0222???nnS???其解，1221????????nnS針對(duì)不同的值，特征根會(huì)出現(xiàn)下列三種情況：?1）01（欠阻尼），?2211????????nnjS此時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)呈振蕩衰減形式，其曲線如圖21的(a)所示。它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：)(1

3、11)(2??????????tSinetCdtn式中，。21?????nd???211???tg2）（臨界阻尼）1??nS???21其閉環(huán)傳遞函數(shù)為：1121TKST1STK)S(W???與式21相比較，可得，RC1TTk211n???X112R2RTkT21???請(qǐng)大家注意推導(dǎo)過(guò)程，合理選擇電路參數(shù)，以期得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果請(qǐng)大家注意推導(dǎo)過(guò)程，合理選擇電路參數(shù)，以期得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)二階系統(tǒng)電路模擬圖，使用

4、Multisim設(shè)計(jì)模擬電路。1.，Rx阻值可調(diào)范圍為0～470K。系統(tǒng)輸入一單位階躍信號(hào)，在10?n?下列幾種情況下，用上位軟件觀測(cè)并記錄不同值時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線。?1.1當(dāng)可調(diào)電位器使=0.2，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)電位器使=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)電位器使=1，系統(tǒng)處于臨界阻尼狀態(tài)?1.4若可調(diào)電位器使=2，系統(tǒng)處于過(guò)阻尼狀態(tài)。?2.=0.2，系統(tǒng)輸入一單位