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中南大学
机械工程控制基础实验报告
机电工程学院机械专业班同组人
姓名fxj 学号指导老师
实验日期2013 年月日
实验名称一阶RC电路的阶跃响应
一、实验目的成绩
1 ．研究一阶RC串联电路在阶跃信号激励下的响应；
2 ．研究电路参数对响应曲线的影响；
3 ．研究初始条件对响应曲线的影响；
4 ．研究一阶系统的特征参数。
二、实验原理简述
一阶 RC 电路是典型的一阶系统例子，本实验的电路原理如图1-1 。
R
i
1M Ω
u i
u o
C
1μF
图 1-1 RC 串联电路
根据电路理论很容易写出以下方程
u i u 0
(1 1)
i
R
t
d
1
or
i C
dt u 0
u
0 C
i d
(1 2)
由式（ 1-1 ）可以得到图 1-2 （a ），再由式（ 1-2 ）可以得到图 1-2 （ b ），此即为一
阶 RC 电路的一种方框图表达形式。
i
i
i
i
∫t τ
o
图（1-1 ）与图 1-2 （b ）的区别是明显的，前者的线条代表连接导线，符号代表实
际的电阻与电容器件，当有输入电压时线路中有电流
i 流过。后者只是代表电路中各物
理量（信号）之间的运算关系，其中并没有实际的物理量存在。如果在电路图中有一个
分支，其中的支路电流会比总电流小分支越多
,后面分支中的电流越小；而方框图中的
信号并不会因为分支而有所变化（如
1-2 （b ）中的输出点） ,信号的分支不影响信号的
强弱。从以上过程可以看出，方框图是数学关系式的图形表达，直观地描述了信号之间
的运算关系。
如果用复频域表达，在零初始条件对式（
1-1 ）、式（ 1-2 ）取拉普拉斯变换，可得
到式（ 1-3 ），该式的运算关系可用图 1-3 表出。
U i (s) U 0( s)
U 0(s)
1 (1 3)
I( s)
I( s)
R
C s
i
由式（ 1-3 ）可以容易地写出传递函数式，
U 0( s) 1
G( s) (1 4)
U i(s) R C s 1
综上所述，一个 RC 串联电路可以表示为：
1 ．用图形符号连接起来的电路图；
2 ．用数学式表达出的运算关系；
3 ．用方框图表达出的运算关系
这几种方法以不同的形式表达了同一物理系统，都是这一物理系统的模型，其中电路
图是一种“物理模型” ，运用物理定律（欧姆定律、克希霍夫定律等）对实际物理系统
进行简化，以“路”的方式研究串联RC 电路中的电磁现象；后两种方法主要针对的是
其中的物理量（信号）的运算关系，更强调其中的“运算”，甚至于可以暂时撇开RC 串联电路的物理系统本身，只研究变量之间的运算关系，因此是这一系统的“数学模型”。根据研究系统的任务的不同，可以采用不同的模型方法。对于上述系统，如果需要分析
电路中的功率传递、功率因数等，采用电路图的方式是合理的；如果要更宏观地分析系
统的动态过程、信号相移、频率特性等，显然用数学模型更为适宜。
三、实验仪器与设备
计算机（数据采集卡： PCJ6014 ）
NI ELVIS 工作台套件 ,包括上面的面包板（原型板，Prototyping Board ）,这两者之间通过 68 芯通信电缆相连计算机软件
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四、实验数据及其处理、图表
实验一：
已知： C= μF，U0=0，U c=5， R=2000Ω数据及实验图如下已知： C=μ F， U0=2，U c=5， R=2000Ω数据及实验图如下
已知：C=μ F ，U0=0 ，U c=5 ，R=4000 Ω数据及实验图如下已知：C=μF，U 0=2，U c=5，R=4000Ω数据及实验图如下
五、实验结果分析与讨论
1.由实验，可以验证一阶串联RC 系统的阶跃响应中过渡时间ts 与时间常数 T 的关系是 ts ≈4T=4RC. 与理论值 ts=4T 接近。
2.由实验，看出系统的稳态输出Uo 与输入 Ui 的值接近，即 Ui≈Uo。瞬态响应随时间的增大逐渐衰减至零，稳态响应Uo=k=Ui，实验结果与理论分析符合。
3.由实验分析，当Ui 相等时，稳态输出电压相等，可知稳态电压与RC 无关：由实验比较分析，当R 值改变时，系统的Ts 相应改变：由实验分析，当 C 值相同， R 值不同时，稳态电压随输入而改变，即稳态电压与R 无关。
4一阶单位阶跃系统响应随着时间常数的增大而增大，而且变化趋势随时间的增大
而减小。
穿销单元工件穿销实验报告 一、前言 模块化柔性制造综合实训系统最大特点是以机器人技术为核心的技术综合性和系统性，又兼顾模块化特征。综合性体现在机器人技术、机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、PLC工控技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术的有机结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。 系统模块化结构，各工作单元是相对独立的模块，并具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。 通过该系统，学生经过实验了解生产实训系统的基本组成和基本原理，为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电一体化技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理。可以促进学生在掌握PLC技术及PLC网络技术、机械设计、电气自动化、自动控制、机器人技术、计算机技术、传感器技术等方面的学习,并对电机驱动及控制技术、PLC控制系统的设计与应用、计算机网络通信技术和高级语言编程等技能得到实际的训练，激发学生的学习兴趣，使学生在机电一体化系统的设计、装配、调试能力等方面能得到综合提高。体现整体柔性系统教学的先进性。 二、实验目的 1、了解PLC的工作原理； 2、掌握PLC编程与操作方法； 3、了解气缸传感器的使用方法； 4、掌握PLC进行简单装配控制的方法。 三、实验设备 1、模块化柔性制造综合实训系统一套； 2、安装西门子编程软件STEP7-MicroWIN SP6的计算机一台； 3、西门子S7-200 PLC编程电缆一条。 四、实验原理 学生可通过实验验证工业现场中如何使用PLC对控制对象进行控制，我公司提供PLC源程序，学生可在源程序的基础上进行进一步编程，将编写好的程序通过编
机械工程测试技术基础 实 验 报 告 姓名：*** 班级：***** 学号：******** 时间：2018-5-12
实验一金属箔式应变片――全桥性能实验 一、实验目的 了解全桥测量电路的优点。 二、实验仪器 应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表 三、实验原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。 图1-1
图1-2全桥面板接线图 通过这些应变片转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示,全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出 Uo= E（1-1） E 为电桥电源电压，R 为固定电阻值， 四、实验内容与步骤 1．应变传感器已安装在应变传感器实验模块上，可参考图1-1。 2．差动放大器调零。从主控台接入±15V 电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui 短接并与地短接，输出端Uo2 接数显电压表（选择2V 档）。将电位器Rw4 调到增益最大位置（顺时针转到底），调节电位器Rw3 使电压表显示为0V。关闭主控台电源。（Rw3、Rw4 的位置确定后不能改动）。3．按图3-1 接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两对应变片分别接入电桥的邻边。 4．加托盘后电桥调零。电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，预热五分钟，调节Rw1 使电压表显示为零。
中南大学 《通信电子线路》实验报告 学院信息科学与工程学院 题目调制与解调实验 学号 专业班级 姓名 指导教师
实验一振幅调制器 一、实验目的： 1．掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。 2．研究已调波与调制信号及载波信号的关系。 3．掌握调幅系数测量与计算的方法。 4．通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。 二、实验内容： 1．调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。 2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。 3．实现抑止载波的双边带调幅波。 三、基本原理 幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比。通常称高频信号为载波信号。本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。1KHZ的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。 在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图2-1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1－V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚⑹、⑿之间）输出。
图2-1 MC1496内部电路图 用1496集成电路构成的调幅器电路图如图2－2所示，图中VR8用来调节引出脚①、④之间的平衡，VR7用来调节⑤脚的偏置。器件采用双电源供电方式（＋12V，－9V），电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。 四、实验结果 1. ZD.OUT波形： 2. TZXH波形：
中北大学 信息商务学院 《机床电气控制与PLC》实验报告 学院： 业：专班级：学号： 姓名：
月6年2014 实验机械手的PLC控制 .实验目的一1．进一步熟悉机床电气控制环节中常用的低压电器，熟练掌握按钮、接触器等低压电器的工作原理及其安装、接线等使用方法。； 2．掌握PLC控制系统设计方法与步骤，掌握PLC的基本硬件配置及硬件连接方法。 3．掌握机械手的基本控制手段，如左转、右转、前伸、后缩、放松、加紧、上升、下降等。二．实验内容及要求 本实验的目的是通过PLC实现机械手的操作控制，如左转、右转、前伸、后缩、放松、加紧、上升、下降等。学生完成PLC控制电路、完成硬件连接、编写控制程序并现场调试。 要求： 1．选择PLC并设计PLC控制电路。要求PLC选型合理、控制方式简单可靠； 2．选取所需的硬件元件完成硬件连接； 3．编写控制程序。要求程序简单可靠、结构合理； 4．系统必须能够调试通过，运转达到设计要求 二．实验仪器及设备 计算机一台、机械手工作台1套、控制按钮若干、PLC基本模块1个、各种导线若干、PLC编程软件。 三．实验步骤 1．根据实验要求，确定要实现的功能并设计状态转移图： 2．根据给定的PLC和所设计的控制功能进行元器件选择和PLC的I/O分配，并填写在表1-1中。表1-1 电机控制I/O分配表 输入输出器件功输出端输入端器件功器件名器件名
3. 根据I/O分配表画出I/O接线图，并连接控制线路。 所设计的控制电路接线图： 4. 根据控制要求编写PLC程序（以梯形图的方式或者指令表方式）。所设计的梯形图或状态转移图： 指令表：
操作系统原理试验报告 班级： 学号： 姓名：
实验一：CPU调度 一、实验内容 选择一个调度算法，实现处理机调度。 二、实验目的 多道系统中，当就绪进程数大于处理机数时，须按照某种策略决定哪些进程优先占用处理机。本实验模拟实现处理机调度，以加深了解处理机调度的工作。 三、实验题目 1、设计一个按优先权调度算法实现处理机调度的程序； 2、设计按时间片轮转实现处理机调度的程序。 四、实验要求 PCB内容： 进程名/PID； 要求运行时间（单位时间）； 优先权； 状态： PCB指针； 1、可随机输入若干进程，并按优先权排序； 2、从就绪队首选进程运行：优先权-1/要求运行时间-1 要求运行时间=0时，撤销该进程 3、重新排序，进行下轮调度 4、最好采用图形界面； 5、可随时增加进程； 6、规定道数，设置后备队列和挂起状态。若内存中进程少于规定道数，可自动从后备 队列调度一作业进入。被挂起进程入挂起队列，设置解挂功能用于将指定挂起进程解挂入就绪队列。 7、每次调度后，显示各进程状态。 实验二：内存管理 一、实验内容 主存储器空间的分配和回收 二、实验目的 帮助了解在不同的存储管理方式下，应怎样实现主存空间的分配和回收。 三、实验题目 在可变分区管理方式下，采用最先适应算法实现主存空间的分配和回收。
四、实验要求 1、自行假设主存空间大小，预设操作系统所占大小并构造未分分区表； 表目内容：起址、长度、状态（未分/空表目） 2、结合实验一，PCB增加为： {PID，要求运行时间，优先权，状态，所需主存大小，主存起始位置，PCB指针} 3、采用最先适应算法分配主存空间； 4、进程完成后，回收主存，并与相邻空闲分区合并 .1、Vo类说明（数据存储结构） 进程控制块PCB的结构： Public class PCB{ //进程控制块PCB，代表一个进程 //进程名，作为进程的标识； private String name; //要求运行时间，假设进程运行的单位时间数； private int time; //赋予进程的优先权，调度时总是选取优先数小的进程先执行； private int priority; //状态，假设有“就绪”状态（ready）、“运行”状态（running）、 //“后备”状态（waiting）、“挂起”状态(handup) private String state; //进程存放在table中的位置 private int start; //进程的大小 private int length; //进程是否进入内存，1为进入，0为未进入 private int isIn; //进程在内存中的起始位置 private int base; //进程的大小 private int limit; //一些get和set方法以及构造器省略… };
《机械工程控制基础》 实验报告 班级： 学号： 姓名：
一、实验目的： （1）掌握MATLAB 和SIUMLINK 在控制工程领域中的基本应用。 （2）了解一阶系统和二阶系统的对典型输入的响应波形和系统的频率特性。 二、实验设备及仪器： 计算机，MATLAB6软件一套； 三、实验内容： 1、以MATLAB 命令方式，绘制出下列传递函数的单位阶跃响应波形和BODE 和Nyuist 图。 (1)G1=1/s 单位阶跃响应波形图 BODE 图 Nyquist 图 (2)G2=1/(0.5s+1) 单位阶跃响应波形图 BODE 图
Nyquist图 (3)G3=s 因为传递函数中分母s的阶数高于分子s阶数，所以没有单位阶跃波形图。 BODE图Nyquist图 (4)G4=0.5 s + 1 因为传递函数中分母s的阶数高于分子s阶数，所以没有单位阶跃波形图。 BODE图Nyquist图
(5)G5=1/（s^2 + 1.4 s + 1） 单位阶跃响应波形图BODE图 Nyquist图 (6)g6=（0.5 s + 1）/（s^2 + 1.4 s + 1） 单位阶跃响应波形图BODE图 Nyquist图
2、利用SIMULINK对下图所示系统建立控制系统模型，并对输入为单位阶跃信号和正弦信号时进行系统输出仿真。 单位阶跃: 正弦信号: 3、利用MATLAB，求出下边传递函数的单位阶跃响应，完成下表并总结规律。 传递函数：G（s）=1/(τs+l) τ=0.1 τ=1
τ=5 τ=10 τ=50 规律总结：惯性环节的输入响应不能立即稳定，存在时间上的延迟，时间常数愈大惯性愈大，延迟时间愈长，时间常数表征该环节的惯性,同时上升时间与时间常数成正比。
实验一MATLAB 中矩阵与多项式的基本运算 实验任务 1. 了解MATLAB命令窗口和程序文件的调用。 2 ?熟悉如下MATLAB的基本运算： ①矩阵的产生、数据的输入、相关元素的显示； ②矩阵的加法、乘法、左除、右除； ③特殊矩阵：单位矩阵、“ 1 ”矩阵、“0”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生和运算； ④多项式的运算：多项式求根、多项式之间的乘除。 基本命令训练 1、>> eye(2) ans = 1 0 0 1 >> eye(4) ans = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2、>> ones(2) 1 1 ans =
1 1 >> ones(4) ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 >> ones(2,2) ans = 1 1 1 1 >> ones(2,3) ans = 1 1 1 1 1 1 >> ones(4,3) ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3、>> zeros(2) ans =
0 0 0 0 >> zeros(4) ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 >> zeros(2,2) ans = 0 0 0 0 >> zeros(2,3) ans = 0 0 0 0 0 0 >> zeros(3,2) ans = 0 0 0 0 00 4、随机阵>> rand(2,3) ans = 0.2785 0.9575 0.1576 0.5469 0.9649 0.9706 >> rand(2,3)
机械工程测试技术 实验指导书 学院：机械与动力工程学院 专业：车辆工程 班级： 11010141 学号： 1101014125 姓名：赵艳峰
实验一 用应变仪测量电阻应变片的灵敏度 一 实验目的 1、掌握在静载荷下使用电阻应变仪测量方法； 2、掌握桥路连接和电阻应变仪工作原理； 3、了解影响测量误差产生的因素。 二、实验仪器及设备 等强度梁 编号；天平秤；砝码；yd-15型动态电阻应变仪； 游标卡尺；千分尺（0～25㎜）；DY-15型直流24伏电源； 三、实验原理 电测法的基本原理是：将电阻应变片粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变片随着构件一起变形（ΔL/L ），应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变仪，可测量出应变片中电阻值的变化（ΔR/R ），并换算成应变值，或输出与应变成正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应变或应力值。电阻应变片的灵敏度是构件单位应变所引起应变片电阻值的变化量，用K 来表示， K= L/L R/R ??=ε R/R ? yd-15动态电阻应变仪主要技术参数 1、测量点数：4点 8点 2、测量范围： 10000微应变 3、标定应变： 50， 100， 300， 1000， 3000微应变，标定误差不超过 1%，最小 1微应变 4、灵敏系数：k=2.00 5、灵敏度：0.25mA/με(12Ω及2Ω负载) 0.093 5mA/με(16Ω负载) 0.025mA/με(20Ω负载) 0.01mA/με(50Ω负载) 0.01伏/με(1k 负载) 6、电阻应变片：按120Ω设计，100～600Ω可用。 7、线性输出范围：0 30mA(12Ω及2Ω负载)
. 广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称： 指导教师： 班级： 姓名： 学号： 成绩评定： 指导教师签字： 年月日
实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的： 1、根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2、学会分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自 由度的计算方法； 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具； 1、缝纫机头； 2．学生自带三角板、铅笔、橡皮； 三、实验原理： 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略符号（见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。
四、实验步骤及方法： l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，从原动件开始，仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目； 2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质，确定各个运动副的种 类； 3、选定投影面，即多数构件运动的平面，在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图。用数字1、2、 3、……。分别标注各构件，用英文字母A、B、C、，……分别标注各运动副； 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副导路的方 向等，选定原动件的位置，并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求： l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a．压布、b走针、c．摆梭、d．送布，只绘出机构示意图即可，所谓机构运动示意图是指只凭目测，使图与实物成比例，不按比例尺绘制的简图； 2、计算每个机构的机构自由度，并将结果与实际机构的自由度相对照，观察计 算结果与实际是否相符； 3、对绘制的机构进行结构分析（高副低代，分离杆组；确定机构级别等）。 六、思考题：
计算机体系结构课程设计 学院：信息科学与工程学院 专业班级： 指导老师： 学号： 姓名：
目录 实验1 对指令操作码进行霍夫曼编码 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 三、设计思路 (4) 四、关键代码 (4) 五、实验截图 (5) 六、源代码 (5) 实验2 使用LRU 方法更新Cache (8) 一、实验目的 (8) 二、实验内容 (8) 三、设计思路 (9) 四、程序截图 (9) 五、实验代码 (9) 实验总结 (16) 参考文献 (16)
实验1 对指令操作码进行霍夫曼编码一、实验目的 了解和掌握指令编码的基本要求和基本原理 二、实验内容 1. 使用编程工具编写一个程序，对一组指令进行霍夫曼编码，并输出最后的编码结果以及对指令码的长度进行评价。与扩展操作码和等长编码进行比较。 2. 问题描述以及问题分析 举例说明此问题，例如： 下表所示： 对此组指令进行 HUFFMAN 编码正如下图所示： 最后得到的HUFFMAN 编码如下表所示：
最短编码长度为： H=0.45*1+0.30*2+0.15*3+0.05*4+0.03*5+0.01*6+0.01*6=-1.95. 要对指令的操作码进行 HUFFMAN 编码，只要根据指令的各类操作码的出现概率构造HUFFMAN 树再进行 HUFFAM 编码。此过程的难点构造 HUFFMAN 树，进行 HUFFAM 编 码只要对你所生成的 HUFFMAN 树进行中序遍历即可完成编码工作。 三、设计思路 观察上图，不难看出构造 HUFFMAN 树所要做的工作：1、先对各指令操作码的出现概率进行排序，构造一个有序链表。2、再取出两个最小的概率节点相加，生成一个生的节点加入到链表中，同时从两表中删除此两个节点。3、在对链表进行排序，链表是否只有一个节点，是则 HUFFAN 树构造完毕，否则继续做 2 的操作。为此设计一个工作链表（链表的元素时类，此类的功能相当结构。）、HUFFMAN 树节点、HUFFMAN 编码表节点。 四、关键代码 哈夫曼树重点在于如何排列权值大小不同的结点的顺序 private int leafNum; //叶子结点个数 private HaffmanNode[] hnodes; //哈夫曼树的结点数组 public HaffManCode(double[] weight) //构造指定权值集合的哈夫曼树 { int n = weight.length; //n个叶子结点 this.leafNum = n; this.hnodes = new HaffmanNode[2*n-1]; //n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点 for(int i=0; i 机 械 工 程 控 制 基 础 实 验 报 告 实验时间：2013.11.26 实验地点：机械工程学院405实验室实验名称：机械工程控制实验 小组成员：王云龙周易 实验内容：1、系统模型的建立 2、时域分析 3、频域分析 1.求传递函数，建立系统数学模型 （1）G(s)=(s3+4s2+3s+2)/{s2(s+1)[(s+4)2+4]} （2）G(s)=[4(s+2)(s2+6s+6)2]/[s(s+1)3(s3+3s2+2s+5)] （1） num=1*[1,4,3,2] den=conv(conv(conv([1,0],[1,0]),[1,1]),[1,8,20]) G=tf(num,den) Transfer function: s^3 + 4 s^2 + 3 s + 2 ----------------------------- s^5 + 9 s^4 + 28 s^3 + 20 s^2 （2） num=4*conv(conv([1,2],[1,6,6]),[1,6,6]) den=conv(conv(conv(conv([1,0],[1,1]),[1,1]),[1,1] ),[1,3,2,5]) G=tf(num,den) Transfer function: 4 s^ 5 + 5 6 s^4 + 288 s^3 + 672 s^2 + 720 s + 288 ----------------------------------------------------- s^7 + 6 s^6 + 14 s^5 + 21 s^4 + 24 s^3 + 17 s^2 + 5 s 2．构造三阶以上的传递函数多项式表达式，并将该模型转换成零极点增益模型。 num=[1,1] den=conv(conv(conv([1,0],[1,0]),[1,3]),[1,2]) G=tf(num,den) [z,p,k]=tf2zp(num,den) Transfer function: s + 1 ------------------- s^4 + 5 s^3 + 6 s^2 z = -1 p = -3.0000 -2.0000 k = 1 机械工程测试技术基础 实验报告 学号：0801130801 学生: 俞文龙 指导老师：邓春萍 实验一电阻应变片的粘贴及工艺 一、实验目的 通过电阻应变片的粘贴实验，了解电阻应变片的粘贴工艺和检查方法及应变片在测试中的作用，培养学生的动手能力。 二、实验原理 电阻应变片实质是一种传感器，它是被测试件粘贴应变片后在外载的作用下，其电阻丝栅发生变形阻值发生变化，通过阻桥与静动态应变仪相连接可测出应变大小，从而可计算出应力大小和变化的趋势，为分析受力试件提供科学的理论依据。 三、实验仪器及材料 QJ－24型电桥、万用表、兆欧表、电烙铁、焊锡、镊子、502胶、丙酮或酒精、连接导线、防潮材料、棉花、砂纸、应变片、连接片。 四、实验步骤 1、确定贴片位置 本实验是在一梁片上粘贴四块电阻应变片，如图所示： 2、选片 1）种类及规格选择 应变片有高温和常温之分，规格有3x5，2x4，基底有胶基箔式和纸基箔式。常用是3*5 胶基箔式。 2)阻值选择： 阻值有120欧，240欧，359欧，500欧等，常用的为120欧。 3)电阻应变片的检查 a.外观检查，用肉眼观察电阻应变是否断丝，表面是否损坏等。 b.阻值检查：用电桥测量各片的阻值为配组组桥准备。 4)配组 电桥平衡条件：R1*R3 = R2*R4 电桥的邻臂阻值小于0.2欧。 一组误差小于0.2% 。在测试中尽量选择相同阻值应变 片组桥。 3．试件表面处理 1) 打磨，先粗打磨，后精细打磨 a. 机械打磨，如砂轮机 b. 手工打磨，如砂纸 打磨面积应大于应变片面积2倍，表面质量为Ra = 3.2um 。应成45度交叉打磨。因为这样便于胶水的沉 积。 2)清洁表面 用棉花粘积丙酮先除去油污，后用酒精清洗，直到表面干净为止。 3)粘贴。涂上502胶后在电阻应变片上覆盖一薄塑料模并加压，注意电阻应变片的正反面。反面涂胶，而正面不涂胶。应变片贴好后接着贴连接片。 4)组桥：根据要求可组半桥或全桥。 5)检查。 用万用表量是否断路或开路，用兆欧表量应变片与被测试件的绝缘电阻，静态测试中应大于100M欧，动态测试中应大于50M欧。 6)密封 为了防止电阻应变被破坏和受潮，一般用AB胶覆盖在应变片上起到密封和保护作用，为将来长期监测做好准备。 五实验体会与心得 本次亲自动手做了应变片的的相关实验，对应变片有了进一步的认识，通过贴应变片组成电桥，认识并了解了应变片的粘贴工艺过程，以及对应变片在使用之前是否损坏的检查。通过实验，进一步了解了应变片在试验中的作用，同时也锻炼了自身的动手能力。 机械工程控制基础实验报告 班级：072104-22 姓名：李威 学号：20101003439 实验一 （一） 利用Matlab 进行时域分析： （1） 用Matlab 求系统时间响应： 设系统的传递函数为 G(s)= 50 )501(05.050 2 +++s s τ 求该系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲响应、单位阶跃响应。 令τ=0、τ=0.0125、τ=0.025，应用impulse 函数，可以得到系统单位脉冲响应; 应用step 函数，同样可以得到系统单位阶跃响应。文本中tao 即为τ,所用Matlab 文本及响应曲线如下： 00.2 0.40.60.8 -10 -50510 152025 t(sec) x (t ) 00.2 0.40.60.8 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 t(sec) x (t ) （1）单位脉冲响应曲线 （2）单位阶跃响应曲线 t=[0:0.01:0.8] % nG=[50]; tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG ,dG); tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG ,dG); tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG ,dG); % [y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t); [y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t); [y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t); 《机械工程测试技术基础》实验报告 专业 班级学号 姓名 成绩 沈阳理工大学机械工程学院 机械工程实验教学中心 2015年4月 目录 实验一金属箔式应变片——电桥性能实验1 1.1实验内容1 1.2实验目的1 1.3实验仪器、设备1 1.4简单原理1 1.5实验步骤2 1.6实验结果2 1.7思考题4 实验二状态滤波器动态特性实验4 2.1实验内容4 2.2实验目的4 2.3实验仪器、设备5 2.4简单原理5 2.5实验步骤5 2.6实验结果6 2.7思考题11 实验三电机动平衡综合测试实验11 3.1实验内容11 3.2实验目的11 3.3实验仪器、设备11 3.4简单原理12 3.5实验步骤12 3.6实验结果13 3.7思考题15 实验四光栅传感器测距实验15 4.1实验内容15 4.2实验目的16 4.3实验仪器、设备16 4.4简单原理16 4.5实验步骤16 4.6实验结果17 4.5思考题19 实验五 PSD位置传感器位置测量实验19 5.1实验内容19 5.2实验目的19 5.3实验仪器、设备19 5.4简单原理19 5.5实验步骤20 5.6实验结果20 5.7思考题23 - 实验一金属箔式应变片——电桥性能实验指导教师日期 1.1实验内容 1.2实验目的 1.3实验仪器、设备 1.4简单原理 1.5实验步骤 1.6实验结果 表1.1 应变片单臂电桥实验数据表 表1.2 应变片半桥实验数据表 根据实验结果计算单臂和半桥的灵敏度、线性误差、回程误差，在座标纸上分别画出单臂、板桥的输入及输出关系曲线，并在曲线上标出线性误差、回城误差位置： 中北大学机械与动力工程学院 实验报告 专业名称__________________________________ 实验课程名称______________________________ 实验项目数_______________总学时___________ 班级______________________________________ 学号______________________________________ 姓名______________________________________ 指导教师__________________________________ 协助教师__________________________________ 日期______________年________月______日____ 实验二二阶系统阶跃响应 一、实验目的 1．研究二阶系统的特征参数如阻尼比ζ和无阻尼自然频率ω n 对系统动态性能 的影响；定量分析ζ和ω n 与最大超调量Mp、调节时间t S 之间的关系。 2．进一步学习实验系统的使用方法。 3．学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。 二、实验仪器 1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2．PC计算机一台 三、实验原理 1．模拟实验的基本原理： 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。 2.时域性能指标的测量方法：超调量% σ： 1)启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。 2)测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查 找原因使通信正常后才可以继续进行实验。 3)连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1 输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 4)在实验课题下拉菜单中选择实验二[二阶系统阶跃响应] 。 5)鼠标双击实验课题弹出实验课题参数窗口。在参数设置窗口中设置相应 的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。 6)利用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值，带入下式算出超 调量： Y MAX - Y ∞ % σ=——————×100% Y ∞ t P 与t s :利用软件的游标测量水平方向上从零到达最大值与从零到达95%稳 态值所需的时间值，便可得到t P 与t s 。 四、实验内容 典型二阶系统的闭环传递函数为 ω2 n ?（S）= （1） s2＋2ζω n s＋ω2 n 机械控制工程基础实验报告 学院工学院职业技术教育学院 班级机械设计制造及其自动化 姓名XXX 学号xxxxxxxx 实验项目名称： Matlab语言基础实验 《机械控制工程基础》实验报告之一 一、实验目的和要求 1、掌握Matlab软件使用的基本方法 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、掌握Matlab软件求拉普拉斯变换与逆变换基本方法 二、实验内容 1) MATLAB工作环境平台 Command 图1 在英文Windows 平台上的MATLAB6.5 MATLAB工作平台 ①命令窗口（Command Window） 命令窗口是对 MATLAB 进行操作的主要载体，默认的情况下，启动MATLAB 时就会打开命令窗口，显示形式如图 1 所示。一般来说，MATLAB的所有函数和命令都可以在命令窗口中执行。掌握 MALAB 命令行操作是走入 MATLAB 世界的第一步。命令行操作实现了对程序设计而言简单而又重要的人机交互，通过对命令行操作，避免了编程序的麻烦，体现了MATLAB所特有的灵活性。 在运行MATLAB后，当命令窗口为活动窗口时，将出现一个光标，光标的左侧还出现提示符“>>”，表示MATLAB正在等待执行命令。注意：每个命令行键入完后，都必须按回车键！ 当需要处理相当繁琐的计算时，可能在一行之内无法写完表达式，可以换行表示，此时需要使用续行符“…”否则 MATLAB 将只计算一行的值，而不理会该行是否已输入完毕。 使用续行符之后 MATLAB 会自动将前一行保留而不加以计算，并与下一行衔接，等待完整输入后再计算整个输入的结果。 在 MATLAB 命令行操作中，有一些键盘按键可以提供特殊而方便的编辑操作。比如：“↑”可用于调出前一个命令行，“↓”可调出后一个命令行，避免了重新输入的麻烦。当然下面即将讲到的历史窗口也具有此功能。 ②历史窗口（Command History） 历史命令窗口是 MATLAB6 新增添的一个用户界面窗口，默认设置下历史命令窗口会保留自安装时起所有命令的历史记录，并标明使用时间，以方便使用者的查询。而且双击某一行命令，即在命令窗口中执 中南大学 数据结构实验报告 实验题目：（1）单链表的实现（2）栈和队列 （3）二叉树的遍历（4）查找与排序学生姓名：代巍 学生学号：0909121615 指导老师：余腊生 所在学院：信息科学与工程学院 专业班级：信息安全1201班 指导教师评定：签名： 实验一单链表的实现 一、实验目的 了解线性表的逻辑结构和各种存储表示方法，以及定义在逻辑结构上的各种 基本运算及其在某种存储结构上如何实现这些基本运算。在熟悉上述内容的基础上，能够针对具体应用问题的要求和性质，选择合适的存储结构设计出相应的有效算法，解决与线性表相关的实际问题 二、实验内容 用C/C++语言编写程序，完成以下功能： （1）运行时输入数据，创建一个单链表 （2）可在单链表的任意位置插入新结点 （3）可删除单链表的任意一个结点 （4）在单链表中查找结点 （5）输出单链表 三、程序设计的基本思想，原理和算法描述： （包括程序的结构，数据结构，输入/输出设计，符号名说明等） 用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。以元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置) = 结点(表示数据元 素或数据元素的映象) 以“结点的序列”表示线性表称作线性链表（单链表） 单链表是指数据接点是单向排列的。一个单链表结点，其结构类型分为两部分： （1）、数据域：用来存储本身数据。 （2）、链域或称为指针域：用来存储下一个结点地址或者说指向其直接后继的指针。 1、单链表的查找 对单链表进行查找的思路为：对单链表的结点依次扫描，检测其数据域是否是我们所要查好的值，若是返回该结点的指针，否则返回NULL。 中南大学信息科学与工程学院 微机原理与接口技术实验报告 学生学院信息科学与工程学院 专业班级 学号 学生姓名____ 指导教师 目录 第一部分软件实验 (4) DEBUG 的使用 (4) 第二部分硬件实验 (8) 实验一使用ADC0809的A/D转换实验 (10) 实验二使用DAC0832的D/A转换实验(一) ................................. 错误！未定义书签。 实验三使用DAC0832的D/A转换实验(二) ................................. 错误！未定义书签。第三部分实验总结. (13) 第一部分软件实验 DEBUG 的命令及其操作 一、实验目的 1．熟练掌握debug的常用命令，学会用debug来调试程序。 2．深入了解数据在存储器中的存取方法及堆栈中数据的压入与弹出。 3．掌握各种寻址方法以及简单指令的执行过程。 二、实验内容 1.进入和退出DEBUG程序 2.本实验只要求在DEBUG调试状态下进行，包括汇编程序，调试程序，执行程序 3.掌握一些DEBUG的基本操作 三、实验环境 Windows系统下从进入命令行窗口。 四、实验的基本原理 a 汇编 d显示内存单元内容 e修改单元内存内容 g执行命令 t单步（或多步）调试 n指定文件路径文件名（含扩展名） u反汇编 r查看寄存器值及修改 l加载程序 w写盘命令 五、实验步骤 1.用DEBUG调试简单程序 例1 －A CS：0106 MOV AX,1234 MOV BX,2345 MOV CX,0 ADD AX,BX MOV CX,AX INT 20 运行程序 《机械控制理论基础》 ——实验报告 班级： 学号： 姓名： 目录 实验内容 实验一一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响 P3 实验二二阶环节的阶跃响应及时间参数的影响 P9 实验三典型环节的频率特性实验 P15 实验四机电控制系统的校正 P20 实验心得…………………………………………P23 实验一 一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响 ● 实验目的 通过实验加深理解如何将一个复杂的机电系统传递函数看做由一些典型环节组合而成，并且使用运算放大器来实现各典型环节，用模拟电路来替代机电系统，理解时间响应、阶跃响应函数的概念以及时间响应的组成，掌握时域分析基本方法 。 ● 实验原理 使用教学模拟机上的运算放大器，分别搭接一阶环节，改变时间常数T ，记录下两次不同时间常数T 的阶跃响应曲线，进行比较（可参考下图：典型一阶系统的单位阶跃响应曲线）。 典型一阶环节的传递函数： G （S ）=K （1+1/TS ） 其中： RC T = 12/R R K = 典型一阶环节的单位阶跃响应曲线： ● 实验方法与步骤 1）启动计算机，在桌面双击“Cybernation_A.exe ”图标运行软件，阅览使用指南。 2）检查USB 线是否连接好，电路的输入U1接A/D 、D/A 卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D 、D/A 卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 3）在实验项目下拉框中选中本次实验，点击 按钮，参数设置要与实验系统参 数一致，设置好参数按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可继续进行实验。 ● 实验内容 1、选择一阶惯性环节进行实验操作 由于一阶惯性环节更具有典型性，进行实验时效果更加明显。 惯性环节的传递函数及其模拟电路与实验曲线如图1-1： G （S ）= - K/TS+1 RC T = 12/R R K = 2、（1）按照电子电路原理图，进行电路搭建，并进行调试，得到默认实验曲线图1-2 图1-2 （2）设定参数：方波响应曲线（K=1 ；T=0.1s ）、（K=2；T=1s ），R1=100k Ω 3、改变系统参数T 、K （至少二次），观察系统时间响应曲线的变化。 （1）在无电容的情况下：结果如图1-3所示 图1-3 微控制器技术实验报告 目录 一、实验目的及要求 (3) 二、基本实验内容 (4) 三、实验设备 (6) 四、实验设计思想与结果分析 (9) 实验一清零程序与拆字程序设计 (10) 实验二拼字程序与数据传送程序设计 (13) 实验三排序程序与散转程序设计 (16) 实验四数字量输入输出实验 (18) 实验五定时器/计数器实验 (21) 实验六Ａ/Ｄ、Ｄ/Ａ转换实验 (24) 实验七串行通讯实验 (29) 五、实验总结 (34) 一、实验目的及要求 1.熟练掌握Keil C51集成开发工具的操作及调试程序的方法，包括：仿真调试与脱机运行间的切换方法； 2.熟练使用SST89C554RC单片机核心板及I/O扩展实验系统； 3.熟练掌握在Keil C51与Proteus仿真软件虚拟联机环境下，基于51单片机控制器数字接口电路的硬件、软件设计与功能调试； 4.完成MCS51单片机指令系统软件编程设计和硬件接口功能设计题； 二、基本实验内容 实验一清零程序与拆字程序设计 根据实验指导书之“第二章单片机原理实验”（P17~P23页）内容，熟悉实验环境及方法，完成思考题1、2（P23）基础实验项目。 实验二拼字程序与数据传送程序设计 汇编语言完成实验指导书P24思考题3、4题的基础实验项目。 实验三排序程序与散转程序设计 汇编语言完成实验指导书P24思考题5、6题的基础实验项目。 实验四数字量输入输出实验 基本部分：阅读、验证C语言程序功能。使用汇编语言编程，完成实验指导书之“3.1 数字量输入输出实验”基本实验项目（P36），。 提高部分：（任选一题） 题目一：LED交通灯控制（使用8255接口芯片） 要求：使用汇编语言编程，功能为：通过开关实现LED灯工作方式即时控制，完成LED交通灯的开关控制显示功能和LED交通灯自动循 环显示功能。 题目二：LED灯控制（使用8255接口芯片） 要求：使用汇编语言编程，功能为：通过KK1实现LED灯工作方式即时控制，完成LED开关控制显示和LED灯左循环、右循环、间隔闪 烁功能。 题目三：键盘扫描与数码管显示设计 要求：阅读、验证P69上的C语言参考程序功能。用汇编语言完成编程与功能调试。 实验五定时器/计数器实验 基本部分：阅读、验证C语言程序功能。使用汇编语言编程，完成实验指 导书之“3.3 定时/计数器实验”基本实验项目（P40）。 提高部分：（任选一题完成） 题目一：定时器控制LED灯 要求：由单片机内部定时器1，按方式1工作，即作为16位定时器使用每0.05秒钟T1溢出中断一次。P1口的P1.0-P1.7分别接 八个发光二极管。编写程序模拟时序控制装置。开机后第一秒钟L1， L3亮，第二秒钟L2，L4亮，第三秒钟L5，L7亮，第四秒钟L6，L8 亮，第五秒钟L1，L3，L5，L7亮，第六秒钟L2，L4，L6，L8亮， 第七秒钟八个LED灯全亮，第八秒钟全灭，以后又从头开始，L1， L3亮，然后L2，L4亮……一直循环下去。 题目二：计数器实验机械工程控制实验报告
中南大学机械工程测试技术实验指导书
机械工程控制基础实验报告
机械工程测试技术基础实验报告
机械控制工程基础实验报告
浙师大机械控制工程基础实验报告资料
最新中南大学数据结构实验报告
中南大学微机实验报告
机械工程控制理论基础实验报告附小结与心得
中南大学单片机实验报告..
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