線性系統的時域分析
_自動化_系 08 級自動化專業 04 班成績
姓名同組人姓名第組日期 2010.9.18
實驗一：典型系統的時域響應和穩定性分析
1.實驗目的
(1)研究二階系統的特徵引數（）對過渡過程的影響。
(2)研究二階物件的三種阻尼比下的響應曲線和系統的穩定性。
(3)熟悉routh判據，用routh判據對三階系統進行穩定性分析。
2.實驗原理及內容
(1)典型的二階系統穩定性分析
● 結構框圖
● 模擬電路圖
● 系統的開環傳遞函式
● 實驗內容
先算出臨界阻尼，欠阻尼，過阻尼時電阻r的理論值，再將理論值應用於模擬電路中，觀察二階系統的動態效能及穩定性，應與理論分析基本吻合。圖1.14中的：
(2)典型的三階系統穩定性分析
● 結構框圖
● 模擬電路圖
對照圖1.15可得
● 系統的開環傳遞函式
實驗前由routh判據得routh陣列為：
為保證系統穩定，第一列各值應為正數：
得： 3.實驗步驟
(1)將訊號源單元的「st」端插針與「s」端插針用「短路塊」短接。由於每個運放單元均設定了鎖零場效電晶體，所以運放具有鎖零功能。將開關分別設在「方波」擋和「500ms~12s」擋，調節調幅和調頻電位器，使得」out「端輸出的方波幅值為1v，週期為10s左右。
(2)典型二階系統瞬態效能指標的測試
● 按模擬電路圖1.14接線，將方波訊號接至輸入端，取r=30k.
● 用示波器觀察系統的響應曲線c(t)，測量並記錄超調量，峰值時間和調整時間。
● 分別按r=20k,40k,100k,改變系統開環增益，觀察響應曲線c(t)，測量並記錄效能指標及系統的穩定性。並將測量值和計算值進行比較。將實驗結果填入下表內。
(3)典型三階系統的效能
● 按圖1.16接線，將方波訊號接至輸入端，取r=30k。
● 觀察系統的響應曲線，並記錄波形。
● 減小開環增益（r=41.7k;100k），觀察響應曲線，並將實驗結果填如下表內。
（1）實驗現象分析
二階系統記錄表
二階系統分析影象
r=20kω
r=100kω
r=160kω
r=200kω
結論：當k越大，超調量越大，調整時間越小。
三階系統記錄表
三階系統影象分析
r=30kω
r=41.7kω
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