自控原理实验指导书解析

自动控制原理实验指导书

赵 家 林

南 京 工 程 学 院 二 ○ 一 三 年 二 月

目 录

实验一 典型环节及系统性能的模拟……………………………………………3学时 实验二 系统频率特性的测试……………………………………………………2学时 实验三 自动控制系统性能的校正………………………………………………2学时 附 录1 自控原理实验报告

附 录2 ZK—III型自动控制原理模拟实验系统使用说明 1

实验一 典型环节及系统性能的模拟

一、实验目的

1．了解ZK—III型自动控制原理实验系统的功能，掌握其操作使用方法； 2．熟悉并定性地验证各种典型环节的阶跃响应曲线；

3．研究一阶系统，二阶系统的运动规律，了解系统在阶跃信号作用下的过渡过程的变化；

4．研究放大系数对闭环系统过渡过程的影响； 二、实验仪器

1．ZK—III型自动控制原理实验系统一台； 2．接插线若干。 三、实验步骤 1 实验系统的“测试准备”处于压下状态，Ui为负阶跃信号,其值为负的3V左右； 2 先接一反相器电路(如图一所示)，其输入接负阶跃信号， 输出接“测试启动”同时接直流信号的 “输入1”端；关断“负阶跃信号”。

10k Ui 10k 3 将负阶跃信号接在实验线路的输入端， 再将实验线路的输出端接直流信号的“输入 2”端 ；接好实验电路；关断“负阶跃信号”。 · · Uo 4选择适当的“采样时间”和“量程”， 图一 反相器 按一下“复位”键，仪器即做好了测试准备；

5 重复测量时先关断“负阶跃信号”, 再 按一下“复位”键即可。；

6 电位器顺时针调节阻值增大； 7 整个实验系统共地，实验系统 内部地线可以不接。

R2 Ui R1 四、典型环节的实验内容 1 比例环节

传递函数 G( S )=K, 其中:K=R2/R1。 ①按图二所示将实验线路接好 图二 比例环节

2

· · Uo ②“采样时间”选0.5S,“量程”选6V，按一下“复位”键，仪器已经做好了测试准备；

③打开“负阶跃信号”开关，观察 并记录输出波形； 2 积分环节

传递函数 G( S )=1/TS, 其中: T=R1×C。 ①按图三所示接好线路，并将积分电容的 两端并到“放电”的两端； ②采样时间选0.5S，量程选12V； ③在输入端加上“负阶跃信号”，观察输出 的动态过程并记录输出波形

图三 积分环节 3 惯性环节

传递函数 G( S )=K/(TS+1) 。其中: K=R2/R1, T=R2×C ①按图四所示接好线路 ②采样时间选1S，量程选6V

放电 Ui R· · C · · Uo R2 C ③在输入端加上“负阶跃信号”， 观察并记录输出的波形。

4 比例微分环节 图四 惯性环节 传递函数 G( S )=K(1+τS)。

Ui R1 · · · · Uo 其中: K=R2/R1, τ= R1×C。

Ui R1 ①按图五所示接好线路； ②采样时间选0.5S，量程选6V； ③在输入端加上“负阶跃信号”，观察 并记录输出的波形。

· · · C R2 · Uo 图五 比例微分环节

3

5 比例积分环节

传递函数 G( S )=K(1+1/TS)。其中: K=R2/R1, T=R2×C。 ① 按图六所示接好线路，并将电容的 两端并到“放电”的两端；

②采样时间选0.5S，量程选12V； ③在输入端加上“负阶跃信号”，观察 并记录输出的波形；

图六 比例积分环节

五、典型系统的实验内容 采样时间为1s,量程为6v。

放电 Ui R1 · · · · C R2 C Uo 1 一阶系统的性能研究 积分环节经反馈构成的一阶系统 ①按图七所示接好线路；

② 负阶跃信号调成负3V左右，加到系统输 Ui RR· · U入端，打开负阶跃信号，观察系统的输出波 图七

形并记录之； 2 二阶系统性能的研究 ⑴典型二阶系统

①按图八所示接好线路(将R1电阻调到最大)，在输入端加上负阶跃信号，观察系统的输出波形，记录波形；

②分别调整参数R1，C1，C2的大小，分别记录波形，观察并定性的分析参数改变对输出波形的影响，记录系统阻尼比ξ、自然振荡角频率ωn和tr、ts及其他性能指标的变化情况。

4

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库自控原理实验指导书解析在线全文阅读。