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自控实验七 二阶采样系统的瞬态响应和稳定性分析

2019-06-20 Thursday

广西大学电气工程学院

《自动控制理论》实验预习报告

成绩 教师签字

学生姓名 赵帆 学号 17021**** 专业班级 电自171

2019 年 月 日

实验七 二阶采样系统的瞬态响应和稳定性分析

实验原理:

  1. 简单闭环采样控制系统原理
图1 简单闭环采样控制系统框图

这里以电机为对象进行电路模拟,传动系数为25,机电时间常数为0.5,输入电压到输出角度间的近似传递数模型为

(1)

图中的采样周期对系统响应是有影响的。

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自控实验六 基于频域的串联校正控制器设置

2019-06-20 Thursday

广西大学电气工程学院

《自动控制理论》实验报告

广西大学电气工程学院

《自动控制理论》实验报告

成绩 教师签字

学生姓名 赵帆 学号 17021***** 专业班级 电自171班

2019 年 月 日

实验六 基于频域的串联校正控制器设置

实验原理:

1、被模拟对象模型描述

永磁他励电枢控制式直流电机对象如图1(a)所示。根据Kirchhoff定律和机电转换原理,可得如下方程

(1)
(2)
(3)

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自控实验五 零、极点对线性控制系统的影响

2019-06-20 Thursday

广西大学电气工程学院

《自动控制理论》实验报告

成绩 教师签字

学生姓名 赵帆 学号 17021***** 专业班级 电自171班

20 年 月 日

实验五 零、极点对线性控制系统的影响

实验原理:

1、最小相位与非最小相位

系统传递函数中所有极点和零点的实部均为负值时的一类线性定常系统,称为最小相位系统。反之,传递函数中至少有一个极点或零点的实部值为正值的,称为非最小相位系统。在具有相同幅频特性的系统中,最小相位系统的相角变化范围为最小。最小相位和非最小相位之名即出于此。最小相位系统特点有:

(1)如果两个系统有相同的幅频特性,那么对于大于零的任何频率,最小相位系统的相角总小于非最小相位系统;

(2)最小相位系统的幅频特性和相频特性直接关联,也就是说,一个幅频特性只能有一个相频特性与之对应,一个相频特性只能有一个幅频特性与之对应。对于最小相位系统,只根据对数幅频曲线就能写出系统的传递函数。

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自控实验四 一、二阶系统频率特性测试与分析

2019-06-20 Thursday

广西大学电气工程学院

《自动控制理论》实验报告

成绩 教师签字

学生姓名 赵帆 学号 17021***** 专业班级 电自171班

20 年 月 日

实验四 一、二阶系统频率特性测试与分析

实验原理:

1、系统的频率特性测试方法

对于线性定常系统,当输入端加入一正弦信号时,其稳态输出是一个与输入信号频率相同,但幅值和相位都不同的正弦信号。

幅频特性:,即输出与输入信号的幅度比值,通常转换成形式。

相频特性:,可以直接基于虚拟示波器读取,也可用“李沙育图形”法得到。

可以将用Bode图或Nyquist图表示幅频特性和相频特性,具体参考教材。

在leaSaC实验台上采用的测试结构图如图1所示。被测稳定系统对于本实验就是有源放大电路模拟的一、二阶稳定系统。

图 1 频率特性测试结构图

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自控实验三 基于时域响应的一、二阶系统参数的测量与确定

2019-06-20 Thursday

广西大学电气工程学院

《自动控制理论》实验报告

成绩 教师签字

学生姓名 赵帆 学号 17021***** 专业班级 电自171班

20 年 月 日

 

实验三、基于时域响应的一、二阶系统参数的测量与确定

实验原理:

给定了模型或者系统,求其时域响应,一般称为一个证问题。而有了系统的时域响应(有时候是一条连续的曲线,有时候则是一个信号序列)之后,反过来推算(估算)系统的模型,则是一个反问题。

在工程实践中,更多遇到的是反问题。也就是说,对于控制的对象的模型(也就是其特性)一般来说是不知道的。即被控制对象是一个灰箱或黑箱。但我们可以通过实验(人为地加入一些输入信号)或者根据系统实际运行记录,获取系统的时域响应,然后再来估算系统的模型。

系统模型的估算又分为两类。一种是已经知道了系统模型的结构,比如说,对于一个一阶系统或者二阶系统,不确定其内在参数的情况。这种问题称为参数估算(或者估计)。另外一种情况更为复杂,即不知道系统结构,需要根据系统的时域响应先去估算系统结构,再去估算系统的参数。这种问题成为系统结构辨识。

在leaSaC实验台上搭建系统(小车运动和双容水箱)的模拟电路,在给定阶跃信号激励下,通过测量系统的调整时间、峰值时间、超调量和上升时间等指标,按照测量指标与系统特征值和静态增益的关系以及其他特点,求出系统的传递函数。

实验设备与软件:

1、leaSaC实验台与虚拟示波器(示波器)

2、函数信号发生器模块、有源模块M1-M8、阻容库模块和可变阻容库模块

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