机械工程控制基础实验指导书(简化版)

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1、《机械工程控制基础》实验报告流体传动与控制研究所编流体传动与控制实验室学院：姓名：班级：学号：指导老师：实验项目实验一实验二实验三成绩机械自动化学院二0年月27目录前言……………………………………………………………………(2)实验注意事项…………………………………………………………(2)实验一、典型环节及其时间响应……………………………………(3～7)实验二、典型环节的频率特性测试………………………………….(8～12)实验三、线性系统稳定性分析及其校正…………………………….(11～15)附录一、TKKL－1型

2、控制理论实验箱………………………………(16)附录二、TKKL－3型控制理论实验箱……………………………….(17)附录三、TD4011型频率特性分析仪前面板图………………………(18)附录四、TD4652型慢扫描双踪示波器前面板图…………………….(19)附录五实验操作步骤说明…………………………………………….(22)27前言《控制原理》是一门相对比较抽象的技术基础课。它的抽象在于控制理论高度概括和深刻揭示了客观世界具有普遍意义的一些本质属性，只有将其与机械、冶金、交通、管理等各种复杂系统联系起来时，人们才能

3、真正体会到控制理论的深刻内涵。然而这些属性在电子电路系统中却表现得十分自然，因此控制原理实验也就成为《控制原理》课程与工程实践之间的一座桥梁。借助电子电路模拟系统可以使我们更好地理解和认识控制理论的一些基本概念和分析、设计方法。因此控制原理实验可以为同学们学习、运用控制理论知识，分析、解决与系统控制有关的工程问题奠定一个良好的基础。本实验指导书是为机械自动化学院的机械电子工程、机械工程及自动化等专业学生进行《控制原理》课程的实验教学编写。该指导书列写了学习《控制原理》课程必做的3个基本实验，这些实验涉及到传递函数

4、推导、时域响应、频域响应、稳定性分析等基本教学内容。以后将根据教学的情况和课时的调整增加控制器设计、非线性系统分析等更为深入的实验项目。为了使实验收到应有的效果，同学们在实验前务必复习与实验有关的教学内容。在每个实验前，本实验指导书都简要地介绍了实验中所用到的实验仪器，同学们应预先熟悉这些仪器的使用，以避免损坏仪器，提高实验的效率。实验注意事项：1.实验前务必仔细阅读实验指导书，了解实验内容，熟悉实验原理、实验线路及实验方法，并根据实验要求独立完成必要的分析、计算。2.实验接线前必须先断开总电源及各分电源开关，严

5、禁带电接线，接线完毕，待实验指导老师检查无误后方可通电实验。3.实验自始至终，实验板上要保持整洁，不可随意放置杂物，特别是导电的工具和多余的导线等。4.实验完毕，应及时关闭各电源开关，并及时清理实验板面，整理好连接导线并放置到规定位置。5.实验结束后按要求完成实验报告。27实验一典型环节及其时间响应一、实验目的1、熟悉TKKL——1型（或3型）控制理论电子模拟实验箱及相关仪器的使用。2、观察一、二阶系统在阶跃输入信号作用下的瞬态响应。3、学习用电路构造典型环节的方法。4、根据阶跃响应曲线，确定系统的过渡过程时间，

6、并与理论计算结果进行比较。二、实验仪器1、TKKL——1（或3型）型控制理论电子模拟实验箱一台2、慢扫描双踪示波器(TD4652A)一台3、频率特性分析仪（TD4011）一台4、交直流数字万用表一只三、实验内容1、熟悉实验仪器（1）模拟实验箱实验中所用的电子模拟箱有两种类型即TKKL——1型和TKKL——3型（见附录1和附录2）。由于实验配套仪器齐全，在实验中只需使用实验箱中的电源和模拟电路（运放、电阻、电容等），因此这两种实验箱的实验功能是相同的，只是面板的布置略有不同，以及电阻、电容元件的配置有一定差异，但不

7、会影响模拟电路的编排。n电源实验箱正面左下方装有电源总开关一只，控制总电源；在面板下方布置有一路±15V和±5V直流稳压电源，打开总电源后，打开直流电源开关，就会有相应直流电源输出。n信号源实验箱上信号源分为阶跃信号发生器和函数信号发生器，在实验时可直接使用XD5A型信号发生器产生各种信号，而不需要使用该信号源。n电路布置面板上的每个运算放大器通过与不同电阻、电容组合可分别构成比例环节、积分环节、惯性环节乃至二阶振荡环节。在实验时可根据具体的实验电路，将相应的电阻、电容用专用连接导线与运算放大器相连。27将导线插

8、头插入相应插座时，略加旋转即可获得极大轴向锁紧力；拔出时，只要沿反方向略加旋转即可轻松拔出。n使用注意事项a)先关闭实验箱所有电源开关，然后接通220V交流电源。b)开启实验箱上的电源总开关，则开关指示灯被点亮。c)用万用表的直流电压档测量面板上的±15V和±5V，看电压是否正确。d)实验接线前必须断开总电源与各分电源开关，严禁带电接线。e)实验完毕，应及时关闭各电源开关