自动控制原理实验报告实验二-频率响应测试.docx

分组:成绩:_________北京航空航天大学自动控制原理实验报告实验二频率响应测试2014年12月目录一、实验目的 1二、实验内容 1三、实验原理 2四、实验设备 2五、实验步骤 3六、实验结果 3K=2时,R=200KΩ: 4K=5时,R=500KΩ: 5七、结论和误差分析 9结论: 9误差分析: 10八、收获与体会 、实验目的1、掌握频率特性的测试原理及方法2、学****根据所测定出的系统的频率特性,确定系统传递函数的方法二、实验内容测定给定环节的频率特性。系统模拟运算电路图及系统结构图如下:系统传递函数为:取R=200KΩ,K=2,则G(s)=200s2+10s+200取R=500KΩ,K=5,则G(s)=500s2+10s+500若正弦输入信号为Ui(t)=A1Sin(ωt),则当输出达到稳态时,其输出信号为Uo(t)=A2Sin(ωt+ψ)。改变输入信号频率f=ω2π值,便可测得二组A1/A2和ψ随f(或ω)变化的数值,这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。三、实验原理1、幅频特性即测量输入与输出信号幅值A1及A2,然后计算其比值A2/A1。2、实验采用“李沙育图形”法进行相频特性的测试。以下简单介绍一下这种测试方法的原理。设有两个正弦信号:X(ωt)=XmSin(ωt)Y(ωt)=YmSin(ωt+ψ)若以X(t)为横轴,Y(t)为纵轴,而以ω作为参变量,则随着ωt的变化,X(t)和Y(t)所确定的点的轨迹,将在X-Y平面上描绘出一条封闭的曲线。这个图形就是物理学上称为的“李沙育图形”如图2-3所示。3、相位差角Ψ的求法:对于X(ωt)=XmSin(ωt)及Y(ωt)=YmSin(ωt+ψ),当ωt=0时,有X(0)=0;Y(0)=YmSin(ψ),即ψ=ArcSin(Y(0)/Ym)。显然,仅当0≤ψ≤π/2时,上式才是成立的。4、记录实验结果数据填写表格。四、-2型电子模拟机一台。。。五、-2型电子模拟机的使用方法。,通电调零。,按照系统结构图和系统传递函数计算电阻和电容的取值,并按照模拟线路图搭接线路,不用的运算放大器接成比例器。(D/A)与系统输入端Ui连接,将采集输入1(A/D)与系统输出端Uo连接(此处连接必须谨慎,不可接错)。,经教师检查后再通电。“AUTOLAB”图标后进入本实验软件系统。“实验项目”项,选择“频率特性测试”。,即参加实验者姓名及学号,填好后点击“下一步”进入“频率特性测试实验参数设置”。“频率特性测试实验参数设置”对话框内,“方式选择”选择“自动”(此方式即为自动变频,从0(Hz)-20(Hz)自动测量幅频特性和相频特性),正弦输入信号幅值为2V。“参数设置”一栏填写变频步长,默认值也可,然后点击“完成”。“示波器”方式观察“输入”与“输出”波形,测定输出和输入的正弦曲线幅值。“李沙育”方式观察“李沙育图形”。,及图形打印。六、实验结果取R1=R2=R3=R4=100KΩ,C1=C2=1μF。K=2时,R=200KΩ:序号f/Hzw/(rad/s)ArAcYmY0Ac/ArY0/Ym角度(°).