【2017年整理】实验三 一阶系统的脉冲响应与阶跃响应
实验三 一阶系统的脉冲响应与阶跃响应
一、实验目的
1. 熟悉一阶系统的无源和有源模拟电路;
2(研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响;
3(研究一阶系统的零点对系统响应的影响。
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实验平台
2(PC机(安装“THBCC-1”软件)
三、实验内容
1(无零点时的单位阶跃响应(无源、有源);
2(有零点时的单位阶跃响应(无源、有源);
四、实验原理
1.无零点的一阶系统
无零点一阶系统的有源和无源模拟电路图如图3,1的(a)和(b)所示。它们的传递
函
关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函
数均为
1 G(S),0.2S，1
(a) (b)
图3,1 无零点一阶系统有源、无源电路图
2(有零点的一阶系统(|Z|<|P|)
图3,2的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源模拟电路图，他们的传递函数为:
0.2(S，1)G(S), 0.2S，1
(a) (b)
图3,2 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图
3(有零点的一阶系统(|Z|>|P|)
图3,3的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源模拟电路图，他们的传递函数为:
0.1S，1G(S), S，1
(a) (b)
图3,3 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图 五、实验步骤
1. 利用实验台上相关的单元组成图3,1(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路;
2(将“阶跃信号发生器”的输出拔到“正输出”，按下“阶跃信号发生器”的按钮，调节电位器RP1，使之输出电压幅值为1V，并将“阶跃信号发生器”的“输出端与电路的输入端 “Ui”相连，电路的输出端“Uo”接到“数据采集接口单元”的AD1输入端，然后用虚拟示波器观测系统的阶跃响应，并由曲线实测一阶系统的时间常数T;
3(将步骤2中一阶系统的输入端“Ui”改接至“数据采集接口单元”的DA1输出端。打开“THBCC-1”软件的“信号发生器”窗口，选择“方波”，频率为0.1Hz，幅值为2V，占空比为5%，偏移为2V。再点击“ 启动”按钮。用虚拟示波器观测系统的脉冲响应。
4(再依次利用实验台上相关的单元分别组成图3,2(a)(或(b))、3,3(a)(或(b))所示的 一阶系统模拟电路，重复实验步骤2、3，观察并记录实验曲线。
注:本实验所需的无源电路单元均可通过面板上的U单元的不同接线来实现。 20
六、实验报告
根据测得的无零点一阶系统阶跃响应曲线，测出其时间常数;
七、实验思考题
简述根据一阶系统阶跃响应曲线确定系统的时间常数T的两种常用的方法。 八、附录
1(无零点的一阶系统
C(S)11,根据 ，令则 R(S),R(S)0.2S，1S
1C(S), S(0.2S，1)
对上式取拉氏反变换得
1,t0.2C(t),1,e
,1C(0.2),1,e,0.632当时，则 t,0.2
上式
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
明，单位阶跃响应曲线上升到稳态值的63.2%时对应的时间，就是系统的时间常数T=0.2S。图3,4为系统的单位阶跃响应曲线。
图3-4 无零点一阶系统的单位阶跃响应曲线
2(有零点的一阶系统(|Z|<|P|)
由传递函数G(S)，求得系统单位阶跃的输出
0.2(S，1)0.20.8C(S),,， S(0.2S，1)SS，5
,5t即 C(t),0.2，0.8e
图3,5为系统的单位阶跃响应曲线。
图3-5 有零点一阶系统(|Z|<|P|)的单位阶跃响应曲线 3(有零点的一阶系统(|Z|>|P|)
在单位阶跃输入时，系统的输出为:
0.1S，110.9 C(S),,,S(S，1)SS，1
,t即 c(t),1,0.9e
图3,6为该系统得单位阶跃响应。
图3-6 有零点一阶系统(|Z|>|P|)的单位阶跃响应曲线
浙公网安备 33021202002483