研究性教学环节2时域系统分析和线性系统稳定性研究.doc

研究性教学2——时域系统分析和线性系统的稳定性研究
1。研究性教学目的
①　学****二阶系统阶跃响应曲线的实验测试方法；
② 研究二阶系统的两个重要参数对阶跃瞬态响应指标的影响；
③ 研究线性系统的开环比例系数Ｋ对稳定性的影响;
④ 研究线性系统的时间常数T对稳定性的影响。

①　自行设计二阶及三阶系统电路。
②　选择好必要的参数值，计算出相应的阶跃响应数值，进行仿真分析。
３。研究性要求
① 自行设计二阶及三阶仿真电路，可以使用Proteｕs\Muｌtisiｍ\EＷB\Matlab等仿真软件；
② 针对各环节选择好必要的参数值，理论计算环节的输出响应；
③ 仿真分析环节的在典型输入信号作用下的输出波形。
4．研究性内容
实验一:典型二阶系统方块图和实现电路如图1－1所示。
图1—1 　二阶系统
闭环传递函数如下：
，　（T是时间常数)。
各运算放大器运算功能：
OP1，积分,；
OＰ2,积分，；
ＯP9,反相，(—１）；
OP6，反相比例，。
可以得到：
实验一步骤
① ,使,，取,，使T＝0。47s,，加入单位阶跃扰动,记录响应曲线，记作［1］。
② 保持不变，单位阶跃扰动不变，取，，使T＝1．４7s,,记录响应曲线，记作[2]。
③ 保持不变，单位阶跃扰动不变，取，，使T＝，,记录响应曲线，记作[3］。
④ 保持不变,单位阶跃扰动不变，取，使k=0。8,，记录响应曲线,记作[4].
⑤ 保持不变,单位阶跃扰动不变，取,使k＝2。0
，,记录响应曲线，记作[5].
要求：将曲线［1]、［2］、［3]进行对比，［３］、［4］、[５］ 进行对比,将［3］。
实验二
实验内容为三阶系统，三阶系统的方框图和模拟电路如图１—２所示。
图1-2 　三阶系统
图中，,,,，,，。
实验二步骤
①　求取系统的临界开环比例系数KC，其中:Cｆ1=Cf２=Cf３＝;Rｉ3=1M。实验求取方法:
加入r=0。５Ｖ的阶跃扰动；
使系统输出ｃ（t)呈等幅振荡。(ｔ=５ｓ/ｃm，y=0。5V/cｍ)；
断开反馈线,维持r=0。5V的扰动，测取系统输出电压Uc,则.
② 系统的开环比例系数K对稳定性的影响
观察K增大、减小时,系统的响应曲线；
记录当K=0．5Kc时的系统响应曲线(t=5ｓ/cｍ,y=1０0ｍV/cm）；
记录当K=