华中科技大学-自动控制理论基本实验

实验十一二阶系统的模拟与动态性能研究 (3)

【实验原理】 (3)

【实验目的】 (4)

【仿真结果】 (4)

【实验设备】 (5)

【实验步骤】 (5)

【实验结果分析】 (6)

【实验思考题】 (8)

实验十二二阶系统的稳态性能研究 (11)

【实验原理】 (11)

1、三角波的产生电路 (11)

2、实验使用的系统的分析 (14)

【实验目的】 (15)

【实验设备】 (15)

【实验步骤】 (15)

1、阶跃响应的稳态误差： (15)

2、斜坡响应的稳态误差 (16)

【仿真结果】 (17)

【面包板预实验】 (19)

1、三角波波形测试 (19)

2、稳态响应测试 (19)

阶跃响应 (20)

斜坡响应 (24)

【实验结果】 (25)

2、三角波波形测试 (25)

2、稳态响应测试 (25)

阶跃响应 (26)

斜坡响应 (30)

【实验思考题】 (31)

实验十四线性控制系统的设计与校正 (33)

【实验目的】 (33)

【实验原理】 (33)

【仿真结果】 (35)

【实验设备】 (36)

【实验步骤】 (37)

【注意事项】 (37)

【实验结果】 (37)

【实验思考题】 (38)

实验十六控制系统极点的任意配置 (40)

【实验目的】 (40)

【实验原理】 (40)

【仿真结果】 (42)

【实验设备】 (43)

【实验步骤】 (43)

【注意事项】 (43)

【面包板预实验】 (44)

【实验结果】 (45)

【实验思考题】 (46)

实验十一二阶系统的模拟与动态性能研究

【实验原理】

二阶系统可用图1

所示的模拟电路图来模拟：

图 1 二阶系统模拟电路图

系统框图为

RCs

-2

R R 2

+RCs

R(s)C(s)

图 2 系统框图

简化得

）

（22R R 2Cs R R 2++RCs

R(s)C(s)

)(Cs 2s C R 22222+++-R R R(s)

C(s)

由此得传递函数表达式

若ζ=0，若ζ=1，

若要使ζ<1，需要将R 短路，将调整至6.3k Ω 由

K 、T 越大超调量越大；K 越大，T 越小，无阻尼自然震荡频率越大。但是，响应速度只与T 有关

【实验目的】

1、掌握典型二阶系统动态性能指标的测试方法。

2、通过实验和理论分析计算的比较，研究二阶系统的参数对其动态性能的影响。

【仿真结果】

采用EWB仿真

当ζ＝0时

当0＜ζ＜1时

当ζ＝1时

当ζ＞1时

【实验设备】

1、电子模拟装置1套。

2、数字示波器1台。

3、函数发生器1台。

【实验步骤】

1、根据二阶系统模拟电路图在实验装置上搭建二阶系统的模拟电路

2、分别设置ζ＝0；0＜ζ＜1；ζ＞1，观察并记录r(t)为正负方波信号时的输出波形C(t)

3、改变运放A1的电容C，再重复以上实验内容

【实验结果分析】1.1C=0.68μF，ζ＝0（）

1.2C=0.68μF，0＜ζ＜1（）

1.3C=0.68μF，ζ＞1（）

1.4C=0.68μF，ζ＞1（）

2.1 C=0.082μF，ζ＝0（）

2.2 C=0.082μF，0＜ζ＜1（）

2.3 C=0.082μF ，ζ＞1（）

由上列各图可以看出：

1、阻尼比ζ与超调量和稳定性的关系明显，当ζ＝0时，系统等幅震荡；当0＜ζ＜1时，

系统欠阻尼，存在超调量；ζ＞1时，系统过阻尼，无超调。

2、无阻尼自然震荡频率与响应速度关系明显，阻尼比相同的情况下，无阻尼自然震荡频率

越大，系统响应越快。

【实验思考题】

1. 根据实验模拟电路图绘出对应的方框图。消除内环将系统变为一个单位负反馈的典型结

构图。此时能知道系统中的阻尼比ζ体现在哪一部分吗？如何改变ζ的数值？

方框图如上图所示，阻尼比ζ体现在内环反馈通道的增益，调节内环反馈运放的反馈电阻即可调节阻尼比ζ

2. 当线路中的A4运放的反馈电阻分别为??8.2k, 20k, 28k, 40k,50k ，102k ，120k ，180k ，

220k 时，计算系统的阻尼比ζ＝？当C1=C2时

R+R2 8.2 20 28 40 50 102 120 180 220 ζ 0.58 1.414 1.98 2.828 3.535 7.211 8.484 12.73 15.55

3. 用实验线路如何实现ζ＝0？当把A4运放所形成的内环打开时，系统主通道由二个积分环节和一个比例系数为1的放大器串联而成，?主反馈仍为1，此时的ζ＝？将实验中的内环打开时，系统框图为

RCs

-2

RCs 1-

R(s)C(s)

闭环传递函数的特征方程s 的一次项将不存在，所以此时ζ＝0 4. 如果阶跃输入信号的幅值过大，会在实验中产生什么后果？

由于运放的供电电压为V 15±，若阶跃输入信号幅值过大，可能导致运放工作工程中出现失真，尤其是当内环增益非常大的时候。实验结果如下

C=0.082μF ，，2V

C=0.082μF ，，1V

由实验结果，当输入电压幅值较大时，系统已经不稳定 5. 在电路模拟系统中，如何实现单位负反馈？

若此时信号与输入信号反向，将输出通过一个与输入相同的电阻引入到输入端即可。若此时信号与输入信号同相，则需要一个增益为1的反向放大器实现单位负反馈。

6. 惯性环节中的时间常数T 改变意味着典型二阶系统的什么值发生了改变？p σ、

s t 、r t 、p t 各值将如何改变？

T 改变意味着闭环极点的实部发生了改变，如果T 增大，p σ将变小，s t 变大，r t 变大，

p t 变大。

7. 典型二阶系统在什么情况下不稳定？用本实验装置能实现吗？?为什么？

二阶系统在ζ＜0时不稳定；将A4所在支路短接接可以实现（相当于出现了正反馈），此时，系统就有极点在右半平面

8. 采用反向输入的运算放大器构成系统时，如何保证闭环系统是负反馈性质？你能提供一

简单的判别方法吗？

采用瞬时极性法；若最终输出的信号和输入的极性相反，则是负反馈。一般情况下，若反馈环路中的放大器总个数为奇数，则很有可能是负反馈；若反馈环路中的放大器总个

数为偶数，则很有可能是正反馈

实验十二二阶系统的稳态性能研究

【实验原理】

1、三角波的产生电路

实验条件仅提供正负方波信号，由模电知识，对正负方波进行积分可以得到正负三角波。

但是，由于方波的正负对称性不能完全保证，且电容的充放电过程可能存在差异，因此，单纯的积分电路无法实现从正负方波到正负三角波的变化。

对单纯积分电路进行仿真：

由仿真结果可以看到，三角波上叠加了一个渐渐增大的直流电压，直到三角波的峰值接近运放的电源电压，且在峰值部分出现失真。

对此，一个简单的处理办法是在输出之后，接一个RC高通滤波电路。将输出信号中的直流滤除。

由上图可以看出，输出中的直流已经被滤除，但是输出中三角波部分的峰值因为接近运放电源电压而引起的畸变失真被保留下来，三角波的形状不够完美。

另一种解决积分中直流部分积累的办法就是在电容两端并联一个大电阻，缓慢泻放电容上积累的直流电压。此时该环节由积分环节变为一个一阶惯性环节。

由仿真结果看，在电容两端，直流电压的积累和泻放达到了平衡，但是其绝对值并不为零。为此可以考虑将两种方法联合使用，在积分环节中加入电阻泻放直流电压保证波形，在输出端加入RC高通滤波

此时，斜坡函数的波形已经非常完美了。

2、实验使用的系统的分析

为系统建模时，需要考虑各个环节的时间常数，应远小于输入正负方波的周期，只有在

响应已经非常近稳定的时候才能将此时的值认为是稳态值。

10.01s 1+R(s)

C(s)+

10R ++

+N(s)

0.01s 1

当r(t)=1(t)、n(t)=0时，单位阶跃响应的误差为：

随开环增益的增大，稳态误差渐渐变小。

0.01s 1++

0.01s 1+1010R +N(s)

C(s)

当r(t)=0、n(t)=1(t)时，单位阶跃响应的误差为：

随开环增益的增大，稳态误差渐渐变小。

0.01s 1+C(s)+

1010R +N(s)

0.01s 1

当r(t)=0、n(t)=1(t)时，扰动位于开环增益之前的时候，单位阶跃响应的误差为：

随开环增益的增大，稳态误差渐渐增大。

10.01s 1+R(s)

C(s)+

1010R +0.01s

当r(t)=1(t)、n(t)=0，为积分环节时，单位阶跃响应的误差为：

【实验目的】

1、进一步通过实验了解稳态误差与系统结构、参数及输入信号的关系：（1）了解不同典型输入信号对于同一个系统所产生的稳态误差；（2）了解一个典型输入信号对不同类型系统所产生的稳态误差；（3）研究系统的开环增益K 对稳态误差的影响。

2、了解扰动信号对系统类型和稳态误差的影响。

3、研究减小直至消除稳态误差的措施。

【实验设备】

1、面包板、运算放大器、电阻电容等

2、函数信号发生器一台

3、数字示波器一台

4、万用表一支

【实验步骤】

1、阶跃响应的稳态误差：

（1）当r(t)=1(t)、n(t)=0时，，为惯性环节，为比例环节，观察系统的输出C(t)和稳态误差，并记录开环放大系数Ｋ的变化对二阶系统输出和稳态误差的影响。

（2）将改为积分环节，?观察并记录二阶系统的稳态误差和变化。（3）当r(t)=0、n(t)=1(t)时，扰动作用点在f 点，，为惯性环节，为比例环节，观察系统的输出C(t)和稳态误差，并记录开环放大系数Ｋ的变化对二阶系统输出和稳态误差的影响。

（4）当r(t)=0、n(t)=1(t)时，将扰动点从f 点移动到g 点，，为惯性环节，为比例环节，观察系统的输出C(t)和稳态误差，并记录开环放大系数Ｋ的变化对二阶系统输出和稳态误差的影响。

（5）当r(t)=0、n(t)=1(t)时，扰动作用点在f 点时，观察并记录当，分别为积分环节时

系统的稳态误差的变化。

（6）当r(t)=1(t)、n(t)=1(t)时，扰动作用点在f点时，分别观察并记录以下情况时系统的稳态误差

a. ，为惯性环节；

b. 为积分环节，为惯性环节；

c. 为惯性环节，为积分环节。

2、斜坡响应的稳态误差

（1）当r(t)=t 、n(t)=0时，，为惯性环节，为比例环节，观察系统的输出C(t)和稳态误差。

（2）将改为积分环节，?观察并记录二阶系统的稳态误差和变化。

【仿真结果】

当r(t)=1(t)、n(t)=0时，，为惯性环节，为比例环节时的阶跃响应

当r(t)=0、n(t)=1(t)时，扰动作用点在f点，，为惯性环节，为比例环节时的阶跃响应

当r(t)=0、n(t)=1(t)时，扰动作用点在g点，，为惯性环节，为比例环节时的阶跃响应

将改为积分环节时的阶跃响应

当r(t)=t、n(t)=0时，，为惯性环节，为比例环节时的斜坡响应

为积分环节时的斜坡响应

由仿真结果可以看到，加入积分环节后，系统的阶跃响应稳态误差为零。由三角波斜率不同，可以看出，零型系统的斜坡响应稳态误差无限大。

【面包板预实验】1、三角波波形测试

测试用电路

测试结果

2、稳态响应测试

阶跃响应

（1）

r(t)=1(t)、n(t)=0，，为惯性环节，为比例环节，R=20kΩ

r(t)=1(t)、n(t)=0，，为惯性环节，为比例环节，R=0kΩ

对上面两次实验结果比较可知，开环增益越大，系统对于阶跃输入的稳态误差越小同时，开环增益会影响到稳态响应中的响应速度和超调量

（2）

r(t)=1(t)、n(t)=0，将改为积分环节

华中科技大学分光计的调节和使用实验报告

华中科技大学分光计的调整与应用实验报告 U201213225 江烈同济实验目的：着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角，计算出三棱镜材料的折射率。实验原理：1）分光计的调节原理。（此项在实验的步骤中，针对每一步详细说明。） 2）测折射率原理：实验要求：调整要求：①平行光管发出平行光。当i 1＝i 2'时，δ为最小,此时2 1 A i =' 2 2 11 1min A i i i -='-=δ )(2 1 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则 2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。

②望远镜对平行光聚焦。 ③望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 ④调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 ⑤狭缝宽度1mm 左右为宜。实验器材：分光计，三棱镜，水银灯光源，双面平行面镜。实验步骤：⒈调整分光计：（1）调整望远镜：ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。（2）调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。（1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。（2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。 3. 测量顶角A ：转动游标盘，使棱镜AC 正对望远镜记下游标１的读数1θ和游标２的读数2θ。再转动游标盘，再使AB 面正

自动控制原理实验

自动控制原理实验实验报告实验三闭环电压控制系统研究学号姓名时间2014年10月21日评定成绩审阅教师

实验三闭环电压控制系统研究一、实验目的：（1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。（2）会正确实现闭环负反馈。（3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。二、预习与回答：（1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？答：负反馈闭环，不是单纯的加减问题，它是通过增量法实现的，具体如下： 1.系统开环； 2.输入一个增或减的变化量； 3.相应的，反馈变化量会有增减； 4.若增大，也增大，则需用减法器； 5.若增大，减小，则需用加法器，即。（2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？答：闭环更接近。因为在开环系统下出现扰动时，系统前部分不会产生变化。故而系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，也就会与2V相去甚远。但在闭环系统下出现扰动时，由于有反馈的存在，扰动产生的影响会被反馈到输入端，系统就从输入部分产生了调整，经过调整后的电压值会与2V相差更小些。因此，闭环的电压值更接近2V。（3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？答：应当是系统的整体框架及误差调节部分。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。二、实验原理：（1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。

自动控制原理实验报告

《自动控制原理》实验报告姓名：学号：专业：班级：时段：成绩：工学院自动化系

实验一典型环节的MATLAB 仿真一、实验目的 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211 212==-=-=- = 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。三、实验内容按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G ⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+= 四、实验结果及分析图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形

① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节

自动化控制实验报告(DOC 43页)

本科生实验报告实验课程自动控制原理学院名称专业名称电气工程及其自动化学生姓名学生学号2013 指导教师实验地点6C901 实验成绩二〇一五年四月——二〇一五年五月

线性系统的时域分析实验一（3.1.1）典型环节的模拟研究一. 实验目的 1．了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式 2．观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响二．典型环节的结构图及传递函数方框图传递函数比例（P ） K (S) U (S) U (S)G i O == 积分（I ） TS 1 (S)U (S)U (S)G i O == 比例积分（PI ） )TS 1 1(K (S)U (S)U (S)G i O +== 比例微分（PD ） )TS 1(K (S) U (S) U (S)G i O +== 惯性 TS 1K (S)U (S)U (S)G i O += =

环节（T）比例积分微分（PI D） S T K S T K K (S) U (S) U (S) G d p i p p i O + + = = 三．实验内容及步骤观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响.。改变被测环节的各项电路参数，画出模拟电路图，阶跃响应曲线，观测结果，填入实验报告运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的典型环节的模拟研究中的相应实验项目，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。1)．观察比例环节的阶跃响应曲线典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。图3-1-1 典型比例环节模拟电路传递函数： 1 (S) (S) (S) R R K K U U G i O= = = ；单位阶跃响应：

自动控制原理实验1-6

实验一MATLAB 仿真基础一、实验目的：（1）熟悉MATLAB 实验环境，掌握MATLAB 命令窗口的基本操作。（2）掌握MATLAB 建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。（3）掌握使用MATLAB 命令化简模型基本连接的方法。（4）学会使用Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。二、实验设备和仪器 1．计算机；2. MATLAB 软件三、实验原理函数tf ( ) 来建立控制系统的传递函数模型，用函数printsys ( ) 来输出控制系统的函数，用函数命令zpk ( ) 来建立系统的零极点增益模型，其函数调用格式为：sys = zpk ( z, p, k )零极点模型转换为多项式模型[num , den] = zp2tf ( z, p, k ) 多项式模型转化为零极点模型 [z , p , k] = tf2zp ( num, den ) 两个环节反馈连接后，其等效传递函数可用feedback ( ) 函数求得。则feedback （）函数调用格式为： sys = feedback （sys1, sys2, sign ）其中sign 是反馈极性，sign 缺省时，默认为负反馈，sign ＝-1；正反馈时，sign ＝1；单位反馈时，sys2＝1，且不能省略。四、实验内容： 1.已知系统传递函数，建立传递函数模型 2.已知系统传递函数，建立零极点增益模型 3．将多项式模型转化为零极点模型 1 2s 2s s 3s (s)23++++=G )12()1()76()2(5)(332 2++++++= s s s s s s s s G 12s 2s s 3s (s)23++++= G )12()1()76()2(5)(3322++++++=s s s s s s s s G

自动控制原理实验报告

实验报告课程名称：自动控制原理实验项目：典型环节的时域相应实验地点：自动控制实验室实验日期：2017 年 3 月22 日指导教师：乔学工实验一典型环节的时域特性一、实验目的 1.熟悉并掌握TDN-ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。

2.熟悉各种典型环节的理想阶跃相应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异，分析原因。 3.了解参数变化对典型环节动态特性的影响。二、实验设备 PC 机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)实验系统一套。三、实验原理及内容下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。 1．比例环节 (P) (1)方框图 (2)传递函数： K S Ui S Uo =) () ( (3)阶跃响应：) 0()(≥=t K t U O 其中 01/R R K = (4)模拟电路图： (5) 理想与实际阶跃响应对照曲线： ① 取R0 = 200K ；R1 = 100K 。 ② 取R0 = 200K ；R1 = 200K 。

2．积分环节 (I) (1)方框图 (2)传递函数： TS S Ui S Uo 1 )()(= (3)阶跃响应： ) 0(1)(≥= t t T t Uo 其中 C R T 0= (4)模拟电路图 (5) 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取R0 = 200K ；C = 1uF 。 ② 取R0 = 200K ；C = 2uF 。

1 Uo 0t Ui(t) Uo(t) 理想阶跃响应曲线 0.4s 1 Uo 0t Ui(t) Uo(t) 实测阶跃响应曲线 0.4s 10V 无穷 3．比例积分环节 (PI) (1)方框图： (2)传递函数： (3)阶跃响应： (4)模拟电路图： (5)理想与实际阶跃响应曲线对照： ①取 R0 = R1 = 200K；C = 1uF。理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线 ②取 R0=R1=200K；C=2uF。 K 1 + U i(S)+ U o(S) + Uo 10V U o(t) 2 U i(t ) 0 0 .2s t Uo 无穷 U o(t) 2 U i(t ) 0 0 .2s t

自动控制原理_实验2(1)

实验二线性系统时域响应分析一、实验目的 1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。 2．通过响应曲线观测特征参量ζ和n ω对二阶系统性能的影响。 3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。二、基础知识及MATLAB 函数（一）基础知识时域分析法直接在时间域中对系统进行分析，可以提供系统时间响应的全部信息，具有直观、准确的特点。为了研究控制系统的时域特性，经常采用瞬态响应（如阶跃响应、脉冲响应和斜坡响应）。本次实验从分析系统的性能指标出发，给出了在MATLAB 环境下获取系统时域响应和分析系统的动态性能和稳态性能的方法。用MATLAB 求系统的瞬态响应时，将传递函数的分子、分母多项式的系数分别以s 的降幂排列写为两个数组num 、den 。由于控制系统分子的阶次m 一般小于其分母的阶次n ，所以num 中的数组元素与分子多项式系数之间自右向左逐次对齐，不足部分用零补齐，缺项系数也用零补上。 1．用MATLAB 求控制系统的瞬态响应 1）阶跃响应求系统阶跃响应的指令有： step(num,den) 时间向量t 的范围由软件自动设定，阶跃响应曲线随即绘出 step(num,den,t) 时间向量t 的范围可以由人工给定（例如t=0:0.1:10） [y ，x]=step(num,den) 返回变量y 为输出向量，x 为状态向量在MATLAB 程序中，先定义num,den 数组，并调用上述指令，即可生成单位阶跃输入信号下的阶跃响应曲线图。考虑下列系统： 25 425)()(2++=s s s R s C 该系统可以表示为两个数组，每一个数组由相应的多项式系数组成，并且以s 的降幂排列。则MATLAB 的调用语句：

北航自动控制原理实验报告(完整版)

自动控制原理实验报告一、实验名称：一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试二、实验目的 1、了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系 2、学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法 3、学习阶跃响应的测试方法三、实验内容 1、建立一阶系统的电子模型，观测并记录在不同时间常数T时的响应曲线，测定过渡过程时间T s 2、建立二阶系统电子模型，观测并记录不同阻尼比的响应曲线，并测定超调量及过渡过程时间T s 四、实验原理及实验数据一阶系统系统传递函数：由电路图可得，取则K=1，T分别取：0.25, 0.5, 1 T 0.25 0.50 1.00 R2 0.25MΩ0.5M Ω1MΩ C 1μ1μ1μ T S 实测0.7930 1.5160 3.1050 T S 理论0.7473 1.4962 2.9927 阶跃响应曲线图1.1 图1.2 图1.3 误差计算与分析（1）当T=0.25时，误差==6.12%；（2）当T=0.5时，误差==1.32%；（3）当T=1时，误差==3.58% 误差分析：由于T决定响应参数，而,在实验中R、C的取值上可能存在一定误差，另外，导线的连接上也存在一些误差以及干扰，使实验结果与理论值之间存在一定误差。但是本实验误差在较小范围内，响应曲线也反映了预期要求，所以本实验基本得到了预期结果。实验结果说明由本实验结果可看出，一阶系统阶跃响应是单调上升的指数曲线，特征有T确定，T越小，过度过程进行得越快，系统的快速性越好。二阶系统图1.1 图1.2 图1.3

系统传递函数：令二阶系统模拟线路 0.25 0.50 1.00 R4 210.5 C2 111 实测45.8% 16.9% 0.6% 理论44.5% 16.3% 0% T S实测13.9860 5.4895 4.8480 T S理论14.0065 5.3066 4.8243 阶跃响应曲线图2.1 图2.2 图2.3 注：T s理论根据matlab命令[os,ts,tr]=stepspecs(time,output,output(end),5)得出，否则误差较大。误差计算及分析 1）当ξ=0.25时，超调量的相对误差= 调节时间的相对误差= 2）当ξ=0.5时，超调量的相对误差==3.7% 调节时间的相对误差==3.4% 4）当ξ=1时，超调量的绝对误差= 调节时间的相对误差==3.46% 误差分析：由于本试验中，用的参量比较多，有R1,R2,R3,R4;C1,C2;在它们的取值的实际调节中不免出现一些误差，误差再累加，导致最终结果出现了比较大的误差，另外，此实验用的导线要多一点，干扰和导线的传到误差也给实验结果造成了一定误差。但是在观察响应曲线方面，这些误差并不影响，这些曲线仍旧体现了它们本身应具有的特点，通过比较它们完全能够了解阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系，不影响预期的效果。实验结果说明由本实验可以看出，当ωn一定时，超调量随着ξ的增加而减小，直到ξ达到某个值时没有了超调；而调节时间随ξ的增大，先减小，直到ξ达到某个值后又增大了。经理论计算可知，当ξ=0.707时，调节时间最短，而此时的超调量也小于5%，此时的ξ为最佳阻尼比。此实验的ξ分布在0.707两侧，体现了超调量和调节时间随ξ的变化而变化的过程，达到了预期的效果。图2.2 图2.1 图2.3

华中科技大学大学物理实验报告_音叉的受迫振动与共振

华中科技大学音叉的受迫振动与共振【实验目的】 1.研究音叉振动系统在驱动力作用下振幅与驱动力频率的关系，测量并绘制它们的关系曲线，求出共振频率和振动系统振动的锐度。 2.通过对音叉双臂振动与对称双臂质量关系的测量，研究音叉共振频率与附在音叉双臂一定位置上相同物块质量的关系。 3.通过测量共振频率的方法，测量附在音叉上的一对物块的未知质量。 4.在音叉增加阻尼力情况下，测量音叉共振频率及锐度，并与阻尼力小情况进行对比。【实验仪器】 FD-VR-A型受迫振动与共振实验仪（包括主机和音叉振动装置）、加载质量块（成对）、阻尼片、电子天平（共用）、示波器（选做用）【实验装置及实验原理】一．实验装置及工作简述 FD-VR-A型受迫振动与共振实验仪主要由电磁激振驱动线圈、音叉、电磁线圈传感器、支座、低频信号发生器、交流数字电压表（0～1.999V）等部件组成（图1所示） 1.低频信号输出接口 2.输出幅度调节钮 3.频率调节钮 4.频率微调钮 5.电压输入接口 6.电源开关 7.信号发生器频率显示窗 8.数字电压表显示窗 9.电压输出接口10.示波器接口Y11.示波器接口X12.低频信号输入接口13.电磁激振驱动线圈14.电磁探测线圈传感器15.质量块16.音叉17.底座18.支架19. 固定螺丝图1 FD-VR-A型受迫振动与共振实验仪装置图在音叉的两双臂外侧两端对称地放置两个激振线圈，其中一端激振线圈在由低频信号发生器供给的正弦交变电流作用下产生交变磁场激振音叉，使之产生正弦振动。当线圈中的电流最大时，吸力最大；电流为零时磁场消失，吸力为零，音叉被释放，因此音叉产生的振动频率与激振线圈中的电流有关。频率越高，磁场交变越快，音叉振动的频率越大；反之则小。另一端线圈因为变化的磁场产生感应电流，输出到交流数字电压表中。因为I=dB/dt，而dB/dt取决于音叉振动中的速度v，速度越快，磁场变化越快，产生电流越大，电压表显示的数值越大，即电压值和速度振幅成正比，因此可用电压表的示数代替速度振幅。由此可知，将探测线圈产生的电信号输入交流数字电压表，可研究音叉受迫振动系统在周期外力作用下振幅与驱动力频率的关系及其锐度，以及在增加音叉阻尼力的情况下，振幅与驱动力频率的关系及其锐度。

自动控制原理实验一

《自动控制原理》MATLAB仿真实验控制系统理论、计算方法与计算机技术的结合是当代控制理论发展的标志，因此在以MATLAB为代表的软件平台上，对控制系统进行分析、设计与仿真就成了控制工程师必须熟练掌握的重要知识与技能。控制系统CAD及仿真是建立在古典控制理论、现代控制理论、计算方法、计算机技术等多方面知识上的综合性学科，是一门综合性与实践性较强的专业课，目前已成为自动化学科重要的研究分支，灵活地掌握与运用它有助于我们深刻理解已学过的有关课程内容，为今后从事控制系统领域的研究与开发工作提供坚实的基础。本书是编者们对教学、实验与科研工作的总结，并在借鉴国内外控制领域专家、学者研究成果的基础上编写而成的。在内容编排上具有如下几方面的特点： 1、将MATLAB的使用方法和程序设计以简练的篇幅进行介绍，使得直接、快速地了解和掌握MATLAB软件平台成为可能，并采用由浅到深，由易到难逐步深入的方式对控制系统应用MATLAB软件进行刻化； 2、在已学习的古典与现代控制理论的基础上，介绍在MATLAB软件平台上对系统进行分析和设计的方法； 3、重点介绍目前控制系统仿真技术中状态空间法和Simulink仿真的主要思想，达到学以致用的效果； 4、所有的实验、习题都经过精心选择，书中所有的用MATLAB描述的程序都经过严格的上机调试，保证所写程序的可用性，是本书的最重要的特色。

准备工作熟悉MATLAB的仿真实验环境一、实验目的 1．学习了解MATLAB的仿真实验环境 2．练习MATLAB命令的基本操作； 3．练习MATLAB的m文件的基本操作。二、实验步骤 1．学习了解MATLAB仿真实验环境开机执行程序进入MATLAB环境在命令提示符位置键入下述命令： help 显示MATLAB的功能目录．并浏览内容。 intro 显示MATLAB语言的基本介绍，如矩阵输人、数值激位计算、曲线绘图等，阅读命令平台上的注释，内容，以尽快MATLAB函数的应用方法。内容，以尽快了解毗LAn函数的应用方法。 help heLp 显示联机帮助查阅功能(要求用中文作简要记录)。 info 显示工具箱中各种工具箱组件信息和开发商的联络信息； demo MATLAB的各种功能演水。 help control 阅读控制系统工具箱命令清单，阅读如下命令的帮助文件内容： help step help impule help cloop help printsys 2.练习MATLAB命令的基本操作键人常数矩阵输人命令 a＝[1 2 3]与a＝[1；2；3] 记录结果，比较显示结果有何不同、 b＝[1 2 5]与b=[l 2 5]; 记录结果，比较显示结果有何不同! a a’ b b’ 记录结果，比较变量加“'”后的区别。

西安交大自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告学院：班级：姓名：学号：

西安交通大学实验报告课程自动控制原理实验日期2014 年12月22 日专业班号交报告日期 2014 年 12月27日姓名学号实验五直流电机转速控制系统设计一、实验设备 1.硬件平台——NI ELVIS 2.软件工具——LabVIEW 二、实验任务 1.使用NI ELVIS可变电源提供的电源能力，驱动直流马达旋转，并通过改变电压改变其运行速度； 2.通过光电开关测量马达转速； 3.通过编程将可变电源所控制的马达和转速计整合在一起，基于计算机实现一个转速自动控制系统。三、实验步骤任务一：通过可变电源控制马达旋转任务二：通过光电开关测量马达转速任务三：通过程序自动调整电源电压，从而逼近设定转速

编程思路：PID控制器输入SP为期望转速输出，PV为实际测量得到的电机转速，MV为PID输出控制电压。其中SP由前面板输入；PV通过光电开关测量马达转速得到；将PID 的输出控制电压接到“可变电源控制马达旋转”模块的电压输入控制端，控制可变电源产生所需的直流电机控制电压。通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，达到直流电机转速的负反馈控制。 PID参数：比例增益：0.0023 积分时间：0.010 微分时间：0.006 采样率和待读取采样：采样率：500kS/s 待读取采样：500 启动死区：电机刚上电时，速度为0，脉冲周期测量为0，脉冲频率测量为无限大。通过设定转速的“虚拟下限”解决。本实验电机转速最大为600r/min。故可将其上限值设为600r/min，超过上限时，转速的虚拟下限设为200r/min。改进：利用LabVIEW中的移位寄存器对转速测量值取滑动平均。

华科物理实验液体表面张力实验报告

液体表面张力系数的测量许多涉及液体的物理现象都与液体的表面性质有关，液体表面的主要性质就是表面张力。例如液体与固体接触时的浸润与不浸润现象、毛细现象、液体泡沫的形成等，工业生产中使用的浮选技术，动植物体内液体的运动，土壤中水的运动等都是液体表面张力的表现。液体表面在宏观上就好像一张绷紧的橡皮膜，存在沿着表面并使表面趋于收缩的应力，这种力称为表面张力，用表面张力系数σ来描述。因此，对液体表面张力系数的测定，可以为分析液体表面的分子分布及结构提供帮助。液体的表面张力系数σ与液体的性质、杂质情况、温度等有关。当液面与其蒸汽相接触时，表面张力仅与液体性质及温度有关。一般来讲，密度小，易挥发液体σ小；温度愈高， σ愈小。测量液体表面张力系数有多种方法，如拉脱法，毛细管法，平板法，最大泡压法等。本实验是用拉脱法和毛细管法测定液体的表面张力系数。【实验目的】 1．用拉脱法测量室温下液体（水）的表面张力系数； 2. 用毛细管法测量室温下液体（水）的表面张力系数； 3．学习力敏传感器的使用和定标。【实验原理】一、拉脱法测量一个已知周长L 的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法．若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即 122()F L D D σσπ=?=?+ （1）式中，F 为脱离力，D 1，D 2分别为圆环的外径和内径， σ为液体的表面张力系数．脱离力的测量应该为即将脱离液面测力计的读数F 1减去吊环本身的重力mg 。吊环本身的重力即为脱离后测力计的读数F 2。所以表面张力系数为： ) ()(2121211D D F F D D mg F +-=+-=ππσ (2) 硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥，当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正此，即 ΔΔU K F = （3）式中，?U F 为外力的大小，K 为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，?U 为传感器输出电压

自动控制原理实验报告 (1)

实验1 控制系统典型环节的模拟实验（一）实验目的： 1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。 2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。实验原理：控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。实验内容及步骤实验内容：观测比例、惯性和积分环节的阶跃响应曲线。实验步骤：分别按比例，惯性和积分实验电路原理图连线，完成相关参数设置，运行。 ①按各典型环节的模拟电路图将线接好(先接比例)。(PID先不接) ②将模拟电路输入端(U i)与阶跃信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。 ③按下按钮(或松开按钮)SP时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。改变比例参数，重新观测结果。 ④同理得积分和惯性环节的实际响应曲线，它们的理想曲线和实际响应曲线。实验数据

实验二控制系统典型环节的模拟实验（二）实验目的 1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。 2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。实验仪器 1．自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台实验原理控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。实验内容及步骤内容：观测PI，PD和PID环节的阶跃响应曲线。步骤：分别按PI，PD和PID实验电路原理图连线，完成相关参数设置，运行 ①按各典型环节的模拟电路图将线接好。 ②将模拟电路输入端(U i)与方波信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。 ③用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。改变参数，重新观测结果。实验数据实验结论及分析

华中科技大学物理试卷资料

华中科技大学2008~ 2009学年第1学期《大学物理（二）》课程考试试卷（A 卷）（闭卷）考试日期：2008.12.21.晚考试时间：150分钟一．选择题（单选，每题3分，共30分） 1、一简谐波沿x 轴负方向传播，圆频率为ω，波速为u 。设t = T /4时刻的波形如图所示，则该波的表达式为： (A))/(cos u x t A y -=ω (B)]2 )/(cos[π ω+ - =u x t A y (C))]/(cos[u x t A y +=ω (D)])/(cos[πω++=u x t A y [ ] 2、一质点作简谐振动, 其运动速度与时间的关系曲线如图所示。若质点的振动规律用余弦函数描述，则其初相位为： (A) 6π (B) 65π (C) 6 5π- (D) 6π- (E) 3 2π- [ ] 得分评卷人

3、使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2，P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是（A ） α202 1cos I （B ）0 （C ）)2(sin I 412 0α （D ）α2 04 1sin I （E ）α40cos I ［］ 4、在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，设中央明纹的衍射角范围很小．若使单缝宽度a 变为原来的3/2，同时使入射的单色光的波长λ变为原来的３／４，则屏幕Ｃ上单缝衍射条纹中央明纹的宽度Δx 将变为原来的（Ａ）３／４倍．（Ｂ）２／３倍．（Ｃ）９／８倍．（Ｄ） 1 / 2倍．（Ｅ）２倍．［］ 5、弹簧振子的振幅增加1倍，则该振动：（Ａ）周期增加1倍；（Ｂ）总能量增加2倍；（Ｃ）最大速度增加1倍；（Ｄ）最大速度不变。［］ 6、两个线圈P 和Q 并联地接到一电动势恒定的电源上，线圈P 的自感和电阻分别是线圈Q 的两倍，线圈P 和Q 之间的互感可忽略不计。当达到稳定状态后，线圈P 的磁场能量与Q 的磁场能量的比值是（A ）4 （B ）2 （C ）1 （D ）1/2 [ ] 7、Ｎ型半导体中杂质原子所形成的局部能级 (也称施主能级)，在能带结构中处于 (A)满带中 (B)导带中 (C)禁带中，但接近满带顶 (D)禁带中，但接近导带底 [ ] 8、关于不确定关系式 ≥???x p x ，下列说法中正确的是： (A)粒子的坐标和动量都不能精确确定。 (B)由于微观粒子的波粒二象性，粒子的位置和动量不能同时完全确定。 (C)由于量子力学还不完备，粒子的位置和动量不能同时完全确定。 (D)不确定关系是因为测量仪器的误差造成的。 [ ] λ

自动控制原理实验指导书(2017-2018-1)

自动控制原理实验指导书王娜编写电气工程与自动化学院自动化系 2017年11月实验一控制系统的时域分析

[实验目的] 1、熟悉并掌握Matlab 操作环境和基本方法，如数据表示、绘图等命令； 2、掌握控制信号的拉氏变换与反变换laplace 和ilaplace ，控制系统生成模型的常用函数命令sys=tf(num,den)，会绘制单位阶跃、脉冲响应曲线； 3、会构造控制系统的传递函数、会利用matlab 函数求取系统闭环特征根； 4、会分析控制系统中n ζω，对系统阶跃、脉冲响应的影响。 [实验内容及步骤] 1、矩阵运算 a) 构建矩阵：A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 解： >> A=[1 2;3 4] A = 1 2 3 4 >>B=[5 5;7 8] B = 5 5 7 8 b) 已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ，求矩阵A 的特征值、特征多项式和特征向量. 解：>> A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4]; >> [V ,D]=eig(A) V = 0.4181 -0.4579 - 0.3096i -0.4579 + 0.3096i -0.6044 0.6211 -0.1757 + 0.2740i -0.1757 - 0.2740i 0.0504 0.5524 0.7474 0.7474 -0.2826 0.3665 -0.1592 - 0.0675i -0.1592 + 0.0675i 0.7432 D = 13.0527 0 0 0 0 -4.1671 + 1.9663i 0 0 0 0 -4.1671 - 1.9663i 0 0 0 0 2.1815 >> p=poly(A) p = -6.9000 -77.2600 -86.1300 604.5500 2. 基本绘图命令 a) 绘制余弦曲线y=cos(x)，x ∈[0，2π] 解：>> x=linspace(0,2*pi); >> y=cos(x); >> plot(x,y)

自动控制原理实验报告73809

-150-100 -50 50 实验一典型环节的模拟研究及阶跃响应分析 1、比例环节可知比例环节的传递函数为一个常数：当Kp 分别为0.5，1，2时，输入幅值为1.84的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为0.92，1.84，3.68的反向阶跃信号。实验中，输出信号依次为幅值为0.94，1.88，3.70的反向阶跃信号，相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%. 在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。 2、积分环节积分环节传递函数为：（1）T=0.1(0.033)时，C=1μf (0.33μf )，利用MATLAB ，模拟阶跃信号输入下的输出信号如图： T=0.1 T=0.033 与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍，实际上为8/2.6=3.08，在误差允许范围内可认为满足理论条件。 3、惯性环节 i f i o R R U U -=TS 1 CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=15 20

惯性环节传递函数为： K = R f /R 1,T = R f C, （1）保持K = R f /R 1 = 1不变，观测T = 0.1秒，0.01秒（既R 1 = 100K,C = 1μf ， 0.1μf ）时的输出波形。利用matlab 仿真得到理论波形如下： T=0.1时 t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3%,读数误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28，相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近。 T=0.01时 t s （5%）理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为：（40-30）/30=33.3% 由于ts 较小，所以读数时误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28，相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近（2）保持T = R f C = 0.1s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。 K=1时波形即为（1）中T0.1时波形 K=2时，利用matlab 仿真得到如下结果： t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3% 读数误差较大 K 理论值为2，实验值4.30/2.28， 1 TS K )s (R )s (C +-=

自动控制原理实验(全面)

自动控制原理实验实验一典型环节的电模拟及其阶跃响应分析一、实验目的 ⑴ 熟悉典型环节的电模拟方法。 ⑵ 掌握参数变化对动态性能的影响。二、实验设备 ⑴ CAE2000系统（主要使用模拟机，模/数转换，微机，打印机等）。 ⑵ 数字万用表。三、实验内容１．比例环节的模拟及其阶跃响应微分方程 )()(t Kr t c -= 传递函数 = )(s G ) () (s R s C K -= 负号表示比例器的反相作用。模拟机排题图如图9-1所示，分别求取K=1，K=2时的阶跃响应曲线，并打印曲线。图9-1 比例环节排题图图9-2 积分环节排题图２．积分环节的模拟及其阶跃响应微分方程 )() (t r dt t dc T = 传递函数 s K Ts s G ==1)( 模拟机排题图如图9-2所示，分别求取K=1，K=0.5时的阶跃响应曲线，并打印曲线。３．一阶惯性环节的模拟及其阶跃响应微分方程 )()() (t Kr t c dt t dc T =+ 传递函数 1 )(+=TS K S G 模拟机排题图如图３所示，分别求取K=1, T=1; K=1, T=2; K=2, T=2 时的阶跃

响应曲线，并打印曲线。４．二阶系统的模拟及其阶跃响应微分方程 )()() (2)(2 22 t r t c dt t dc T dt t c d T =++ξ 传递函数 121 )(22++=Ts s T s G ξ2 2 2 2n n n s s ωξωω++= 画出二阶环节模拟机排题图，并分别求取打印： ⑴ T=1，ξ=0.1、0.5、1时的阶跃响应曲线。 ⑵ T=2，ξ=0.5 时的阶跃响应曲线。四、实验步骤 ⑴ 接通电源，用万用表将输入阶跃信号调整为2V 。 ⑵ 调整相应系数器；按排题图接线，不用的放大器切勿断开反馈回路（接线时，阶跃开关处于关断状态）；将输出信号接至数/模转换通道。 ⑶ 检查接线无误后，开启微机、打印机电源；进入CAE2000软件，组态A/D ，运行实时仿真；开启阶跃输入信号开关，显示、打印曲线。五．实验预习 ⑴ 一、二阶系统的瞬态响应分析；模拟机的原理及使用方法（见本章附录）。 ⑵ 写出预习报告；画出二阶系统的模拟机排题图；在理论上估计各响应曲线。六．实验报告 ⑴ 将每个环节的实验曲线分别整理在一个坐标系上，曲线起点在坐标原点上。分析各参数变化对其阶跃响应的影响，与估计的理论曲线进行比较，不符请分析原因。 ⑵ 由二阶环节的实验曲线求得σ﹪、t s 、t p ，与理论值进行比较，并分析σ﹪、t s 、t p 等和T 、ξ的关系。实验二随动系统的开环控制、闭环控制及稳定性一．实验目的了解开环控制系统、闭环控制系统的实际结构及工作状态；控制系统稳定的概念以及系统开环比例系数与系统稳定性的关系。二．实验要求能按实验内容正确连接实验线路，正确使用实验所用测试仪器，在教师指导下独立

自动控制实验报告.

成绩北京航空航天大学自动控制原理实验报告学院机械工程及自动化学专业方向工业工程与制造班级110715 学号11071113 学生姓名吕龙指导教师自动控制与测试教学实验中心

实验一一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试实验时间2013.10.30 实验编号同组同学无一、实验目的 1.了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 2.学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。 3.学习阶跃响应的测试方法。二、实验内容 1.建立一阶系统的电子模型，观测并记录不同时间常数T时的跃响应曲线，测定其过渡过程时间Ts。 2.建立二阶系统的电子模型，观测并记录不同阻尼比ζ时的跃响应曲线，测定其超调量σ%及过渡过程时间Ts。三、实验原理 1．一阶系统：系统传递函数为：模拟运算电路如图1-1所示：图1-1 由图得：在实验当中始终取, 则, 取不同的时间常数T分别为： 0.25、 0.5、1。记录不同时间常数下阶跃响应曲线，测量纪录其过渡过程时 ts。（取误差带）2．二阶系统: 其传递函数为：

令，则系统结构如图1-２所示：图1-2 根据结构图，建立的二阶系统模拟线路如图1-３所示：图1-3 取，，则及取不同的值, , ,观察并记录阶跃响应曲线，测量超调量σ%（取误差带）,计算过渡过程时间Ts。四、实验设备 1.HHMN-1型电子模拟机一台。 2.PC 机一台。 3.数字式万用表一块。 4.导线若干。五、实验步骤 1. 熟悉HHMN-1 型电子模拟机的使用方法，将各运算放大器接成比例器，通电调零。 2. 断开电源，按照实验说明书上的条件和要求，计算电阻和电容的取值，按照模拟线路图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。 3. 将与系统输入端连接，将与系统输出端连接。线路接好后，经教师检查后再通电。 4.运行软件，分别获得理论和实际仿真的曲线。 5. 观察实验结果，记录实验数据，绘制实验结果图形，填写实验数据表格，完成

华中科技大学2017年《物理化学》考试大纲

华中科技大学2017年《物理化学》考试大纲第一部分考试说明一、考试性质全国硕士研究生入学考试是为高等学校招收硕士研究生而设置的。其中，物理化学属我校进行命题的考试。它的评价标准是高等学校优秀毕业生能达到及格或及格以上水平，以保证被录取者具有较扎实的物理化学基础知识。考试对象为参加我校硕士研究生入学考试的准考考生。二、考试的范围考试范围包括指定参考书中所含盖的主要内容。考查要点详见本纲第二部分。三、评价目标物理化学考试在考查基本知识、基本理论的基础上，注重考查考生灵活运用这些基础知识观察和解决实际问题的能力。考生应能： 1．正确掌握和理解物理化学的基本概念和热力学函数之间的基本关系。 2．熟练掌握和理解化学热力学的基本内容及应用。 3．熟练掌握和理解化学动力学的基本理论、基本概念以及反应机理。 4．熟练掌握和理解电化学的基本概念、基本理论及应用。 5．正确掌握胶体及界面化学的基本内容及应用。四、考试形式与试卷结构（一）答卷方式：闭卷，笔试。（二）答题时间：180分钟。（三）各部分内容的考查比例

试卷满分为150分。其中：化学热力学的基本内容约35% 化学动力学的基本内容约25% 电化学的基本内容约25% 胶体及界面化学的基本内容约15% 第二部分考查要点第一章热力学第一定律及其应用 1．掌握热力学的基本概念和热力学第一定律及应用热力学第一定律计算等温、等压、绝热等过程的内能变化、焓变化、热和功。 2．掌握利用物质的标准摩尔生成焓及标准摩尔燃烧焓计算化学反应的焓变，掌握应用盖斯定律和基尔霍夫定律计算化学反应的焓变。第二章热力学第二定律 1.了解自发过程的共同性质，明确热力学第二定律的意义，了解热力学第三定律；理解热力学函数U、S的物理意义。 2.熟练掌握简单状态变化过程、相变化、化学反应ΔU、ΔH、ΔS、和ΔG的计算。 3.熟练掌握热力学基本方程、麦克斯韦关系式及其应用、吉布斯-亥姆霍兹公式。第三章多组分系统热力学 1.理解偏摩尔量和化学势的定义及它们的应用。 2.掌握拉乌尔定律、亨利定律，了解溶液中各组分的化学势、逸度和活度的概念。