控制工程基础实验

《控制工程基础实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、制造科学与工程学院实验报告ExperimentReportSchoolofManufacturingScience&Engineering实验课程名称(ExperimentCourse)控制工程基础实验项目名称(ExperimentItem)控制工程基础仿真实验姓名（Name）翁义杰学号（No.）0943021054系别（Department）机制班级（Class）四班同组学生姓名（Accompaniers）实验日期（Date）2011.12.11实验地点（place）CAD中心实验学时（Hour）2指导教师（Superior）陈崑成绩（Gra

2、de）室主任签名（Director）（以下是实验报告的参考项目，请学生按照实验指导教师的要求在空白处依次填写，不够加附页）一、实验目的（ExperimentObjectives）二、主要实验仪器（包括名称、型号、规格等）（MainExperimentApparatus）三、实验原理（ExperimentPrinciples）四、实验内容、步骤（ExperimentContents,ExperimentSteps）五、实验数据（ExperimentDatum）六、计算、图表分析（CalculationandAnalysis）七、实验结论（Expe

3、rimentResults）八、实验体会（ExperimentTastes）一、实验目的：8通过仿真实验，直观了解各典型环节的时间响应和频率响应，巩固课程中所学的基本概念和基本原理。二、实验设备：计算机、仿真软件三、实验原理：通过对各种典型环节的仿真实验，可以直观的看到各种环节的时间响应和频率响应的图像。通过对所得图像的分析可以得出各种参数如何影响系统的性能。四、实验内容、步骤：实验1.一阶系统的单位脉冲响应输入5个不同的时间常数，观察一阶系统单位脉冲响应曲线的变化，分析时间常数T对系统性能的影响。实验2.一阶系统的单位阶跃响应（1）输入3个不

4、同的时间常数，观察一阶系统单位阶跃响应曲线的变化，将响应曲线绘制在坐标纸上，并分析时间常数T对系统性能的影响。（2）若通过实验已测得一阶系统的单位阶跃响应曲线，试说明如何通过该曲线确定系统的时间常数T。实验3.二阶系统的单位脉冲响应保持系统的无阻尼固有频率2=nω不变，改变系统的阻尼比ξ为0.1，0.5，0.7，1和2，观察系统的响应曲线变化情况，并分析阻尼比ξ如何影响系统的性能。实验4.二阶系统的单位阶跃响应保持系统的无阻尼固有频率5=nω不变，改变系统的阻尼比ξ为0.1，0.5，0.7，1和2，观察系统的响应曲线变化情况，将响应曲线绘制在坐

5、标纸上，并分析阻尼比ξ如何影响二阶系统的性能。实验5.Nyquist图分别绘制下列开环传递函数的Nyquist图，并分析相应闭环系统的稳定性。（1）121.006.0105.0)(2+++=ssssG（2）sssG2.01)(−s23=（3）1029)(−ssG实验6.Bode图已知系统开环传递函数为)5)(1()(++=sssKsG，当K的取值为1，10，100和1000时，试用所产生的Bode图判定相应闭环系统的稳定性，并分析K的取值如何影响闭环系统的相对稳定性。五、实验数据，图表分析：实验1：输入五个不同的时间常数，得到响应曲线如下：制造

6、科学与工程学院实验报告8结果分析：一阶系统的单位脉冲响应为单调递减指数函数，且T越小，惯性越小，过程持续时间越短，快速性越好制造科学与工程学院实验报告8实验2：输入三个不同时间常数，对得到响应曲线如下：结果分析：一阶系统的单位阶跃响应为单调上升指数函数稳态值为1，指数斜率为响应速度。系统的过渡时间为4T，时间常数越小，快速性越好。制造科学与工程学院实验报告8实验3：保持ù=2不变，改变系统的阻尼比ξ为0.1，0.5，0.7，1和2时得到响应曲线如下：结果分析：二阶欠阻尼系统的单位脉冲响应曲线为减幅正弦振荡曲线，阻尼比越小，衰减越慢，振荡频率Wd

7、越大。实验4：保持ù=5不变，改变系统的阻尼比ξ为0.1，0.5，0.7，1和2时得到响应曲线如下：8结果分析：E<1时，二阶系统的单位阶跃响应的过渡过程是振荡衰减，并随阻尼的减小，其振荡越强烈。E=1和E>1时，二阶系统的过渡过程具有单调上升的特征。8实验5：分别绘制下列开环传递函数的Nyquist图如下：结果分析：由Nyquist判据可知，（1）（2）（3）的闭环系统稳定。实验6：当K的取值为1，10，100和1000时所产生的Bode图如下：8结果分析：由Bode判据可知：K=1和K=10，闭环稳定K=100和K=1000，闭环不稳定实验

8、体会：通过这次实验，熟练了仿真软件的使用，对各种系统的传递函数有了更深的认识。8