实验二 二阶系统的阶跃响应和稳定性分析
一、实验目的
1、研究二阶系统的阻尼比
和无阻尼自然频率
对系统动态性能的影响。定量分析
和
与最大超调量
和调节时间
之间的关系。学会根据二阶系统阶跃响应曲线确定传递函数的方法。
2.观察系统的不稳定现象,研究系统开环增益对稳定性的影响。
二、实验内容
1、构成图示典型二阶系统的模拟电路
根据电路图画出系统框图,并计算系统的传递函数。
调节电路中电阻和电容值,即改变
和
的值,观察系统的阶跃响应。
要求:
不变时,改变
,观察、记录并分析其阶跃响应曲线;
不变时,改变
,观察、记录并分析其阶跃响应曲线。
参考调节方式:
1)取C=1μF,调节R1的值(如20K、50K、100K、200K、250K),即可改变阻尼比
。
2)取R1=100K,改变电容C的值,即可改变
。
记录不同参数时的单位阶跃响应,测量出其超调量和调整时间,并与理论值进行比较。
2、三阶系统稳定性分析(选做)
实验电路图如下:
根据电路图画出系统框图,计算系统的传递函数,求出系统的临界开环增益。
调节R1的值,即调节系统的开环增益,观察在不同开环增益下系统的阶跃响应,并确定系统的临界开环增益,与理论值进行比较。
三、实验
报告
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要求
1、预习报告写出实验电路图对应的系统框图,求出传递函数,明确电路参数与系统参数之间的关系,计算出要求的理论值。
2、实验报告记录各实验结果,并进行分析。
3、实验中存在的问题分析、讨论或建议。
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