实验二 二阶系统阶跃响应.docx

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1、实验二二阶系统阶跃响应一、实验目的1、研究二阶系统的特征参数，阻尼比，和无阻尼自然频练对系统动态性能的影响，定量分析和q与最大超调量和调节时间八之间的关系。2、进一步学习实验仪器的使用方法。3、学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。二、实验设备1、E1-AT-H型自动控制系统实验箱一台2、计算机一台3、RS232串口线三、实验原理及电路1.典型二阶系统的方框图及传递函数图2-1是典型二阶系统原理方框图，其中”=1S,T1=OSfK1分别为10、5、2.5、开环传递函数：G(S)=5(T1S+1)5(0.1S+1),其中K=KJTo=K1=左=开=yKJTk芯=go口环增益。闭环传函：伙S)=,

2、其中4S+2gS+表2-1列出有关二阶系统在三种情况(欠阻尼，临界阻尼，过阻尼)下具体参数的表达式，以便计算理论值。至于推导过程请参照有关原理书。一种情况各参二01J=IC1KK=5=K1T。n4=席=师产二叵2V7；K12K1C(tp)1三种情况下的单位阶跃响应曲线；3、求出二阶系统动态、稳态性能指标；4、根据频率响应曲线推到传递函数。五、实验步骤1、启动计算机，运行D1CE计算机控制实现软件。2、测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。(1)按图2-2接线，R=IoK。r(t)输入为阶跃信号，搭建方法图2-2,R=IOK,按模拟电

3、路图由左至右依次使用A2、A4、A3运放单元构建，第一级运放的反馈电阻由A2中IN和OUT之间的第三个开关拨至ON(由下至上)，剩余的200K反馈电阻由A5中的W2或W4来构建(注意在实验过程中不允许调节此电位器)。将W2的一端连至A2单元的IN端、另一端连至A3单元的OUT端。(2)用示波器观察系统阶跃响应C(t),测量并记录超调量Mp,峰值时间%和调节时间记录表2中。(3)分别按R=IOK、40K、IoOK(在A3运放单元中改变R的值)改变系统开环增益，计算出k、七、4等参数，观察相应的阶跃响应C(O)、C(O0)、，测量并记录性能指标M/,、q(s)、4(5)。并将测量值和计算值(实验前必须按公式计算出)进行比较。绘制出响应曲线，详见下表。1、画出二阶系统的模拟电路图，并求参数，和g的表达式。2、把不同G和q条件下测量的和八值列表，根据测量结果得出相应结论。3、根据步骤3画出系统响应曲线，再由（和A/.计算出传递函数，并与由模拟电路计算的传递函数相比较。