《自动控制理论》实验指导书目录第一章前言第二章实验内容4实验一典型环节的模拟研究4实验二典型系统瞬态响应和稳定性实验三控制系统的频率特性12实验四系统校正.16实验五非线性系统20
《自动控制理论》实验指导书 目 录 第一章 前言 ················································································1 第二章 实验内容 ········································································3 实验一 典型环节的模拟研究·····················································3 实验二 典型系统瞬态响应和稳定性·········································7 实验三 控制系统的频率特性···················································12 实验四 系统校正 ······································································16 实验五 非线性系统···································································20
第一章前言自动控制理论是一门专业基础理论课，为了使学生能有较直观的认识，培养理论联系实际的基本技能，特开设了这门课的实验。实验的目的是将该课程所论述的某些基本原理、基本的分析方法，通过这些实验加以论证和检验，学生们根据实验结果，利用所学过的理论知识，通过分析找出内在的联系，从而加深对自动控制理论基本概念的理解。同时培养学生实事求是，严谨的科学作风。一、本实验课使用的仪器为西安唐都科教仪器公司的TDN-ACS+实验系统。二、为了确保实验质量及人身、仪器设备的安全，在实验的过程中，要求学生必须注意以下几点：1.实验前必须阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，对实验中所用仪器设备的基本工作原理和使用方法要有所了解。2.实验前必须做好实验预习，明确每次实验的目的，弄清楚实验内容、要求、方法，了解实验原理才能做实验。3．为了确保安全，严格按实验指导书的要求进行接线和操作，须经检查和指导教师认定合格后再通电。4．做实验时，要严肃认真，仔细观察实验现象，作好各种数据、图形的记录，并由指导教师复查后才能结束实验。5，在实验过程中，如需要变动连线，必须先将实验仪器设备断电，再进行拆、连线。以免引起短路，从而造成仪器损坏。6：实验必须严格按操作规程正确使用仪器设备。如发现仪器出现故障，应立即断电，并报告指导教师处理，不得擅自拆修仪器设备。-
第一章 前 言 自动控制理论是一门专业基础理论课，为了使学生能有较直观的认识， 培养理论联系实际的基本技能，特开设了这门课的实验。实验的目的是将该 课程所论述的某些基本原理、基本的分析方法，通过这些实验加以论证和检 验，学生们根据实验结果，利用所学过的理论知识，通过分析找出内在的联 系，从而加深对自动控制理论基本概念的理解。同时培养学生实事求是，严 谨的科学作风。 一、本实验课使用的仪器为西安唐都科教仪器公司的 TDN-ACS+实验系统。 二、为了确保实验质量及人身、仪器设备的安全，在实验的过程中，要求学 生必须注意以下几点： 1．实验前必须阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，对实验中所 用仪器设备的基本工作原理和使用方法要有所了解。 2．实验前必须做好实验预习，明确每次实验的目的，弄清楚实验内容、要 求、方法，了解实验原理才能做实验。 3．为了确保安全，严格按实验指导书的要求进行接线和操作，须经检查和 指导教师认定合格后再通电。 4．做实验时，要严肃认真，仔细观察实验现象，作好各种数据、图形的记 录，并由指导教师复查后才能结束实验。 5．在实验过程中，如需要变动连线，必须先将实验仪器设备断电，再进行 拆、连线。以免引起短路，从而造成仪器损坏。 6．实验必须严格按操作规程正确使用仪器设备。如发现仪器出现故障，应 立即断电，并报告指导教师处理，不得擅自拆修仪器设备。 1 - -
7．实验完毕，必须经指导教师审核签字后，方可进行拆线，清理现场，将全部仪器设备复归原位，然后离开教室。8、要独立写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正、图表清楚的实验报告。数据真实、准确，结论明确。9.爱护公共财产，损坏仪器设备必须及时报告，认真检查原因，从中吸取教训，并按校方规定的赔偿办法处理。10.对于不认真预习，对实验目的、方法、内容不了解以及不认真对待实验者，严重违反规章制度者，指导教师有权停正其实验。三、实验结束后，要认真编写实验报告。报告要求：文理通顺、字迹工整数据和图表齐全，除实验数据和实验现象同组同学可共用外，分析和计算必须由学生独立完成。报告的内容应包括：实验名称，目的和要求；使用的仪器设备、实验线路、实验内容、实验数据、实验结果和现象的分析讨论，以及实验指导书所规定的其它内容。还应写明实验日期、班级、同组同学姓名，并附有经指导教师审阅的实验数据记录
7．实验完毕，必须经指导教师审核签字后，方可进行拆线，清理现场，将 全部仪器设备复归原位，然后离开教室。 8．要独立写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正、图 表清楚的实验报告。数据真实、准确，结论明确。 9．爱护公共财产，损坏仪器设备必须及时报告，认真检查原因，从中吸 取教训，并按校方规定的赔偿办法处理。 10．对于不认真预习，对实验目的、方法、内容不了解以及不认真对待实 验者，严重违反规章制度者，指导教师有权停止其实验。 三、实验结束后，要认真编写实验报告。报告要求：文理通顺、字迹工整、 数据和图表齐全，除实验数据和实验现象同组同学可共用外，分析和计 算必须由学生独立完成。报告的内容应包括：实验名称，目的和要求； 使用的仪器设备、实验线路、实验内容、实验数据、实验结果和现象的 分析讨论，以及实验指导书所规定的其它内容。还应写明实验日期、班 级、同组同学姓名，并附有经指导教师审阅的实验数据记录。 2 - -
第二章实验内容实验一典型环节的模拟研究实验目的1.学习典型线性环节的模拟方法：2.研究系统参数对典型线性环节阶跃响应的影响。二、实验内容1．观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。2.观察PID环节的响应曲线。（可选做）三、实验原理各典型环节的模拟电路图及输入响应如下表3
第二章 实验内容 实验一 典型环节的模拟研究 一、 实验目的 1．学习典型线性环节的模拟方法； 2．研究系统参数对典型线性环节阶跃响应的影响。 二、实验内容 1. 观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃 响应曲线。 2. 观察 PID 环节的响应曲线。(可选做) 三、实验原理 各典型环节的模拟电路图及输入响应如下表 3 - -
各典型环输出响应模拟电路图节名称RIR10KUU.(t)=K比例(t≥0)1OxUo(P)0其中K=K/R。测量点51kRUo(t)=元积分(t≥0)(1)Uo其中T=R.C测量点RtoKU(t)=K+A比例积分(t≥0)(PI)10Ko其中K=Ri/Ro,T=Ro测量点U(t)=-KT(t)+K10K其中&(t)为单位脉冲函数比例微分(R,+R2)(PD)JK=RoR,R2测量点T=(R.+R)Uo(t)=K(1-e-/)惯性环节其中K=R(T)Uo1/Re,T=RIC测量点
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