实验二-应二阶系统瞬态响
THBCC-1实验平台 5/31/2013 6:17:00 PM
实验二 二阶系统瞬态响应
一、 实验目的
通过实验了解参数ζ(阻尼比)、ωn(阻尼自然频率)的变化对二阶系统1.
动态性能的影响。
2.掌握二阶系统动态性能测试方法。
二、实验设备
1. THBCC-1型信号与系统控制理论及计算机控制技术试验平台;
2.PC机一台(含“THBCC-1”软件)、USB数据采集卡、37针通信线一根、16 芯数据排线、USB接口线;
三、实验内容
1.观测二阶系统的阻尼比分别在0<ζ<1，ζ=1和ζ>1三种情况下的单位阶跃响应曲线;
2.调节二阶系统的开环增益K，使阻尼比ζ=1/，测量此时系统的超调量2
δp、调节时间ts(Δ=?0.05);
3. ζ为一定时，观测系统在不同ωn时的响应曲线。
4.了解Matlab的使用。
四、实验数据或曲线
1.用“THBCC-1”软件观测并记录、保存不同实验曲线。
(1)ωn=10，ζ取不同值时试验曲线
,图1当ωn=10， =0.2时，此时系统处于欠阻尼状态,查超调量约 为42%
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THBCC-1实验平台 5/31/2013 6:17:00 PM 图2 ωn=10，ζ=0.707此时系统处于欠阻尼状态
图3 ωn=10，ζ=1时系统处于临界阻尼状态;
图4 ωn=10，ζ=2时系统处于过阻尼状态
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(2)ζ取一定值时，不同ωn所对应的曲线
图1ζ=0.2 ，ωn =10实验曲线
图2ζ=0.2， ωn=100实验曲线
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五、实验思考题
1.如果阶跃输入信号的幅值过大，会在实验中产生什么后果, 答:系统的响应特性不会改变，将会使系统的稳态值过大，峰值可能会很大。
2.在电路模拟系统中，如何实现负反馈和单位负反馈,
答:将输出信号用导线经过反馈环节返回到输入端可以实现负反馈，如果无反馈环节，直接用导线，则是单位反馈。
3.为什么本实验中二阶系统对阶跃输入信号的稳态误差为零, 答:欠阻尼系统中稳态分量为1所以稳态误差为0.
实验心得
通知的太突然课前没有预习好实验，显得无从下手，本次实验之后，感觉之前的课本知识不够牢固，对课本知识掌握不够牢固。学会了使用“THBCC-1”软件，学会了怎样检查运放的好坏。
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