基于THKKL-4型控制理论·计算机控制技术实验箱
自动控制原理实验指导书
张 立 庞亚丽 编
吉林大学珠海学院电子信息系
2009-09-01
目 录
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七
典型系统动态和稳态性能分析 线性定常系统的瞬态响应和稳定性分析 控制系统的频率特性分析 自动控制系统的校正 时域分析法MATLAB仿真实验 根轨迹分析法MATLAB仿真实验 频率特性分析法MATLAB仿真实验
实验一 典型系统动态和稳态性能分析
一、实验目的
1．掌握控制系统中各典型环节的有源电路模拟设计、参数计算方法。
2．掌握通过测量典型环节的阶跃响应曲线来测试系统动态和稳态性能指标的技能。 3．深入了解和体验系统参数对系统性能的影响。
二、实验前准备
1. 基于集成运放的基本运算电路
基本运算电路主要指比例、加、减、乘、除、积分、微分、对数、指数等电路。比例运算电路是其它基本运算电路的基础。本实验主要用到比例、加、减、积分、微分等运算电路。 （1）比例运算电路
有反向输入、同相输入、差分输入三种基本形式。 图2.1是反向比例运算电路。 根据虚断原则，知： 根据虚短原则，有 则有
u??RfR1?RfRfR1ui
0Rfi??i??0
因为i??0，可知u??0
u??u??0
ui?R1u?0
R1?RfouiR1R2i?i?u?????uou?因此， uo??图2.1 反相比例运算电路该电路的输出电压与输入电压幅值成正比，相位相差180，放大倍数Auf当R1?Rf时，此电路为单位增益倒相器，也称反相器。
图2.2是同相比例运算电路。 根据虚短和虚断原则，有如下关系：
uiR2i?Rfuo???。 uiR1R1u?u??ui
u??R1uo
R1?Rfu??i????uoRf图2.2 同相比例运算电路u??u?