控制工程基础实验指导书

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1、控制工程基础实验指导书实验一典型环节的模拟研究一、实验目的：1.熟悉TDN-AC/ACS自控原理实验系统；2.对典型环节的模拟电路有直观的了解。二、实验要求：1.根据要求，分析计算模拟实验系统图；2.观测和记录不同参数下比例、积分、比例积分和惯性环节的阶跃响应曲线。三、实验前分析、计算和设计：1.各典型环节的方块图及传函：各典型环节的模拟电路图及输入响应：1.理想曲线：一、实验使用设备：1.TDN-AC/ACS教学实验系统一台2.计算机一台3.数字万用表一只二、实验步骤：1.了解TDN-AC/ACS教学实验系统使用方法；2.按照各典

2、型环节的模拟电路图接线；3.观测并记录在阶跃信号下实际响应曲线U0(t)，改变参数，再次记录曲线。三、实验报告要求：1.实验目的及要求；2.实验前理论分析计算数据及实验线路图；3.实验观测并记录波形；4.根据理论计算和实验结果进行分析、讨论、体会和提出建议。实验二典型系统动态性能分析一、实验目的：1.培养学生模拟设计、参数计算及元件选择的能力；2.培养学生测试动态性能指标的技能；3.深入掌握参数对系统性能的影响。二、实验要求：1.根据要求，分析计算和设计模拟实验系统图及参数；2.观测并记录不同条件下二阶系统在阶跃信号作用下的性能指标

3、，即超调量和稳态误差。三、实验前分析、计算和设计：1.已知系统结构如下图所示。G1(s)=K，在如下情况，分别计算超调量和误差：（1）K=2.5，T2=0.02s；（2）K=6，T2=0.02s；（3）K=6，T2=0.1s.2.按系统结构图，根据给定参数，应用运算放大器和阻容元件，设计模拟实验系统图，并分别选择适当阻容元件参数。四、实验使用设备：1.TDN-AC/ACS教学实验系统一台2.计算机一台3.数字万用表一只4.100k电阻两只5.20k电阻一只6.1μf电容两只7.10μf电容两只五、实验步骤：按系统结构图设计的模拟实验

4、系统图，根据电阻电容计算值，先选好电阻及电容，然后按图连接线路：1.K=2.5，T2=0.02s时：用计算机代替示波器观测并记录系统在阶跃信号作用下的峰值、稳态值，计算超调量；用数字万用表测量输入电压和输出电压，计算误差。1.K=6，T2=0.02s时：用计算机代替示波器观测并记录系统在阶跃信号作用下的峰值、稳态值，计算超调量；用数字万用表测量输入电压和输出电压，计算误差。2.K=6，T2=0.1s时：用计算机代替示波器观测并记录系统在阶跃信号作用下的峰值、稳态值，计算超调量；用数字万用表测量输入电压和输出电压，计算误差。参考模拟实

5、验系统线路如下图所示：一、实验报告要求：1.实验目的及要求；2.实验前理论分析计算数据及实验线路图；3.实验观测并记录的波形及数据；4.根据理论计算和实验结果进行分析、讨论、体会和提出建议。实验三典型系统稳态性能分析一、实验目的：1.培养学生模拟设计、参数计算及元件选择的能力；2.培养学生测试稳态性能指标的技能；3.深入掌握参数对系统性能的影响。二、实验要求：1.根据要求，分析计算和设计模拟实验系统图及参数；2.测量并记录开环增益和零点对典型三阶系统性能的影响。三、实验前分析、计算和设计：1.已知系统结构如下图所示。（1）ξ=T=0

6、，T0=0.1s，用劳斯稳定判据分析系统的稳定性；（2）T=0，T0=0.1s，用劳斯稳定判据分析系统的稳定性；（3）ξ=0，T0=0.1s，用劳斯稳定判据分析系统的稳定性；（4）ξ=0.02s，T=0.1s，T0=0.1s，计算系统超调量及误差。2.按系统结构图，根据给定参数，应用运算放大器和阻容元件，设计模拟实验系统图，并分别选择适当阻容元件参数。四、实验使用设备：1.TDN-AC/ACS教学实验系统一台2.计算机一台3.数字万用表一只4.20k电阻一只5.10k电阻一只6.1μf电容一只7.2.2μf电容三只五、实验步骤：按系

7、统结构图设计的模拟实验系统图，根据电阻电容计算值，先选好电阻及电容，然后按图连接线路：1.用计算机代替示波器观测并记录如下情况时，系统不稳定和稳定的C(t)图形；（1）ξ=T=0，T0=0.1s；（2）T=0，T0=0.1s，ξ为计算值；（3）ξ=0，T0=0.1s，T为计算值。2.用计算机代替示波器观测记录系统在ξ=0.02s，T=0.1s，T0=0.1s时的阶跃响应，并测算超调量和误差。参考模拟实验系统线路如下图所示：一、实验报告要求：1.实验目的及要求；2.实验前理论分析计算数据及实验线路图；3.实验观测并记录的波形及数据；4

8、.根据理论计算和实验结果进行分析、讨论、体会和提出建议。实验四CTAI计算机仿真实验一、实验目的：1.学习应用计算机绘制响应曲线图的方法；2.培养借助计算机分析系统性能的技能。二、实验要求：1.根据要求，进行必要的分析、计算，以及绘图