1、Beijing Jiaotong University 自动控制原理实验报告电气0602刘永欢06291044实验一 典型线性环节的研究 一、实验目的 学习典型线性环节的模拟方法； 研究阻、容参数对典型线性环节阶跃响应的影响 。
二、实验设备计算机、XMN-2自动控制原理模拟实验箱、Caesar-pci软件、万用表三、实验内容及结果分析1.比例环节图3-18 比例环节阶跃响应图中 ， 分别求取；时的阶跃响应 。
注：所有图中 绿色为输入 ， 红色为输出结果分析：比例环节中 ， 输入阶跃信号后 ， 输出信号立刻跳变并根据电路的比例达到最终的稳定输出 。
2.积分环节图3-19 积分环节阶跃响应图中 ， 分别求；时的阶跃响应曲线 。

2、 。
结果分析:接入电容后,输出电压由零逐渐增大.3.比例积分环节图3-20 比例积分环节阶跃响应图中 ， 分别求取；时的阶跃响应曲线 。
结果分析:接入电阻和电容,电压先按比例输出,再逐渐增大.4.比例微分环节图3-21 比例微分环节阶跃响应图中 ， 其中 。
分别求取；时的阶跃响应曲线 。
结果分析:输出电压开始不稳定,后逐渐减小趋于稳定,按比例输出.5.比例微分积分环节图3-22 比例微分积分环节阶跃响应图中 ， 求取 ， 时的阶跃响应曲线 。
结果分析:输出电压开始不稳定,后逐渐达到比例值,最后由于积分作用逐渐变化.6.一阶惯性环节图3-23 一阶惯性环节阶跃响应图中 ， 分别求取 ， 时的阶跃响应曲线 。
结果分析:输出电压逐渐增 。

3、大,最后按比例输出.四、思考题回答 设计一个能满足e1+e2+e3=e运算关系的实用加法器 。
一阶惯性环节在什么条件下可视为积分环节？在什么条件下可视为比例环节？答：当T1时 ， 一阶惯性环节可视为积分环节；当T1时 ， 一阶惯性环节可视为比例环节 。
如何设置必要的约束条件,使比例微分环节、比例积分微分环节的参数计算工作得以简化?答：比例微分环节：设R1=R2= Rf， 则 Kp = 2Rf/Ri， Td = 1.5R1C ， Tf = R1C；比例积分微分环节：设R1= R2 = Rf， 则 Kp = 2Rf(C+Cf)/(Ri Cf ) , Ti = 2 Rf(C+Cf),Tf = R2C , Td。

4、= 1.5RfCCf/( C+Cf) 。
五、本次实验的收获A 学会了运用MATLAB这个软件 ， 可以比较熟练的仿真各种一阶二阶电路；B 可以运用CAE-PCI计算机辅助实验系统进行数据测量;
C 更加熟悉和掌握了典型一阶线性环节的模拟方法 ， 也明白和了解了阻容阐述对典型线性环节阶跃响应的影响 。
D通过本次实验,对各种类型的阶跃响应有了更深刻清晰的认识,能够根据元件参数计算输出的结果和大致图像.E对于实验过程中遇到的问题 ， 可以很好的找到问题所在之处 ， 并解决问题 。
实验二 二阶系统的阶跃响应和线性系统的稳定性研究一、实验目的 学习二阶系统阶跃响应曲线的实验测试方法； 研究二阶系统的两个重要参数对阶跃瞬态响应指 。

5、标的影响； 研究线性系统的开环比例系数K对稳定性的影响； 研究线性系统的时间常数T对稳定性的影响 。
二、实验预习要点 自行设计二阶系统电路 。
选择好必要的参数值 ， 计算出相应的阶跃响应数值 ， 预测出所要观察波形的特点 ， 与实验结果比较 。
三、实验设备计算机、XMN-2自动控制原理模拟实验箱、CAE-PCI软件、万用表 。
四、实验内容典型二阶系统方块图和实现电路如图3-24所示 。
图3-24 二阶系统闭环传递函数如下： ，（T是时间常数） 。
各运算放大器运算功能：OP1 ， 积分 ， ；OP2 ， 积分 ， ；OP9 ， 反相 ， （-1）；OP6 ， 反相比例 ，。
可以得到：五、实验步骤（1）调整Rf=40K ， 使K=0.4 ， =0.2,取R 。

6、=1M ， C=0.47F ， 使T=0.47s ， n=1/0.47,加入单位为阶跃扰动r（t）=l（t）V ， 记录响应曲线c（t） ， 记作1 。
（2）保持=0.2不变 ， 单位阶跃扰动r（t）=l（t）V不变 ， 取R=1M ， C=4.7F ， 使T=1.47s ， n=1/1.47 ， 记录响应曲线c（t） ， 记作2 。
（3）保持=0.2不变 ， 单位阶跃扰动r（t）=l（t）V不变 ， 取R=1M ， C=1.0F ， 使T=1.0 ， n=1/1.0 ， 记录响应曲线c（t） ， 记作3 。
（4）保持n=1/1.0不变 ， 单位阶跃扰动r（t）=l（t）V不变 ， 取Rf=80K ， 使K=0.8 ， =0.4 ， 记录响应曲线c（t） ， 记作4 。
（5）保持n=1/1.0不变 ，。

7、单位阶跃扰动r（t）=l（t）V不变 ， 取Rf=200K ， 使K=2.0 ， =1.0 ， 记录响应曲线c（t） ， 记作5 。
要求：将曲线1、2、3进行对比 ， 3、4、5进行对比；将3中的超调量（%） ， 过渡过程时间（ts）和理论值进行比较 ， 并讨论 。
六、实验数据分析序号140K1M0. 47uF0.40.20.472.127664.5269350.851064240K1M4. 7 uF0.40.24.70.2127660.045270.0851064340K1M1.0uF0.40.21.0110.4480K1M1.0uF0.80.41.0110.8580K1M1.0uF2.01.01.0112实验分析：经过对比前 。

来源：(未知)

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