自動控制原理實驗報告
姓名林澤斌
學號201203870308
指導教師何能通
專業班級自動化1203班
學院資訊工程學院
提交日期 2023年12月15
一、 實驗目的
1.掌握瞬態效能指標的測試技能。
2.掌握引數對系統瞬態效能及穩定性的影響。
3.了解和觀測校正裝置對系統穩定性及瞬態特性的影響。
二、 實驗裝置
pc機一台,td-acc系列教學實驗系統一套。
三、實驗內容
1、觀測開環傳遞函式的典型二階系統,在不同引數(k=4,5,10)下的階躍響應。
2、觀測開環傳遞函式的典型二階系統,加入校正裝置後系統動態效能的改善,並測出效能指標。
3、理論分析
系統開環傳遞函式為:;
閉環傳遞函式為
無阻尼自然頻率
阻尼比當、一定是。改變k值就可以改變。
當=1時,系統為臨界阻尼, 《為欠阻尼, >1為過阻尼,欠阻尼系統比臨界阻尼系統更快地到達穩態值,過阻尼系統則反應遲鈍。
當,及欠阻尼情況時,典型二階系統的單位階躍響應為衰減振盪
()峰值時間:
超調時間:
調節時間: (時)
四、實驗結果
1. 典型二階系統瞬態響應
二階系統模擬電路如圖a所示。
圖a 二階系統模擬電路
(a)取k=4,實驗資料如下表所示。
實驗波形如圖1-a所示。
圖1-a k=4時實驗波形
(b)取k=5,調節電位器r=100k,實驗波形如圖1-b所示。
圖1-b k=5時實驗波形
(c)取k=10,調節電位器r=50k,實驗資料如下表所示。
圖1-c k=10時實驗波形
圖3典型二階系統瞬態效能指標實驗參考測試值見表
2. 串聯校正裝置的設計
校正後系統模擬電路如圖b所示。
圖b 校正後系統模擬電路
取k=10(加入校正裝置),實驗資料如下表所示。
表2-a k=10(加入校正裝置)實驗資料表
實驗波形如圖2-a所示。
圖2-a k=10(加入校正裝置)實驗波形
3.實驗分析
通過增加校正裝置,從校正前後的波形比較中可以看出系統調節時間ts和上公升時間tp明顯變短,使得系統達到穩定的速度明顯加快。系統的效能得到明顯的改善。
四、實驗體會
本次實驗使我對自動控制原理中的二階系統瞬態效能有了更好的理解,在實驗中也碰到了一些問題,其中最棘手的問題之一就是實驗班上的一塊晶元壞了,但是我還在努力查詢連線的問題,浪費了很多時間,這個需要注意。
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