成绩

北 京 航 空 航 天 大 学

自动控制原理实验报告

院（系）名称 自动化科学与电气工程学院

专业名称 自动化

学生学号 13191006________ 学生姓名________ 万赫__________

指导老师_____ 王艳东

自动控制与测试教学实验中心

实验二 频率响应测试

实验时间 2015.11.13 实验编号 30 同组同学 无

一、实验目的

1、掌握频率特性的测试原理及方法

2、学习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 目的。

二、实验内容

1. 测定给定环节的频率特性。 2. 系统模拟电路图如下图：

系统结构图如下图：

系统的传递函数：

取R=100KΩ，则G(s)=错误！未找到引用源。 取R=200KΩ，则G(s)=错误！未找到引用源。 取R=500KΩ，则G(s)=错误！未找到引用源。

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=错误！未找到引用源。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。

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成称为的“李萨如图形”。

3.相位差角Ψ的求法:

对于X(ωt)=XmSin(ωt)及Y(ωt)= YmSin(ωt) 当ωt=0时，有 X(0)=0 ；Y(0)=Ym Sin(ψ) 即ψ=ArcSin（Y(0)/ Ym）, 0≤ψ≤π/2时成立

在该实验中，输入信号的赋值由软件设定，即在K=2时，输入幅值为2V；在K=5时，输入幅值为1V。而Ac=Ym，为李萨如图上最高点对应的纵坐标的值。Y0为在x=0时对应的Y值。实验中李萨如图如下：

用坐标读取按钮 可以读出相应值