数控机床电气控制
实验报告
学号2520130127
姓名陈泽宇
班级数控一班
指导教师王杰
2016年10月20 日
一、PAC Systems RX3i简介。
PAC Systems RX3i控制器是创新的可编程自动化控制器PAC Systems家族中最新增加的部件。它是中、高端过程和离散控制应用的新一代控制器。如同家族中的其它产品一样，PAC Systems RX3i的特点是非曲直具有单一的控制引擎和通用的编程环境，提供应用程序在多种硬件平台上的可移植性和真正的各种控制选择的交叉渗透。使用与PAC Systems RX7i相同的控制引擎，新的PAC Systems RX3i在一个紧凑的、节省成本的组件包中提供了高级的自动化功能。PAC Systems 的移植性的控制引擎在几种不同的平台上都有卓越的表现，使得初始设备制造商和最终用户在应用程序变异的情况下，能选择最适合他们需要的控制系统硬件。PAC System RX3i系统结构示意图如图1.2.2所示。
图 1.2.2 PAC Systems RX3i控制器
PACSystems RX3i能统一过程控制系统，有了这个可编程自动化控制器解决方案，可以更灵活、更开放地升级或者转换。PACSystems RX3i价格并不昂贵、易于集成，为多平台的应用提供空前的自由度。在Proficy Machine Edition 的开发软件环境中，它单一的控制引擎和通用的编程环境能整体上提升自动化水平。
PAC Systems RX3i模块在一个小型的、低成本的系统中提供了高级功能，它具有下列优点：
1)把一个新型的高速底板（PCI-27mhz）结合到现成的90-30系列串行总
线上。
2)具有Intel 300mhz CPU(与RX7i相同)。
3)消除信息的瓶颈现象，获得快速通过量。
4)支持新的RX3i和90-30系列输入输出模块。
5)大容量的电源，支持多个装置的额外功率或多余要求。
6)使用与RX7i模块相同的引擎，使得容易实现程序的移植。
7)RX3i还使用户能够更灵活地配置输入/输出。
8)具有扩充诊断和中断的新增加的、快速的输入、输出。
9)具有大容量接线端子板的32点离散输入、输出。
二、Ge Fanuc产品概况。
GE Fanuc从事自动化产品的开发和生产已有数十年的历史。其产品包括在全世界已有数十万套安装业绩的PLC系统，包括90-30，90-70，VersaMax系列等。近年来，GE Fanuc在世界上率先推出PAC系统，作为新一代控制系统，PAC 系统以其无以伦比的性能和先进性引导着自动化产品的发展方向。
从紧凑经济的小型可编程逻辑控制器（PLC）到先进的可编程自动化控制器（PAC）和开放灵活的工业PC，GE Fanuc有各种各样现成的解决方案，满足确切的需求。并且这些灵活的自动化产品与单一的强大的软件组件集成在一起，该软件组件为所有的控制器、运动控制产品和操作员接口/ HMI提供通用的工程开发环境，因此相关的知识和应用可无缝隙移植到新的控制系统上，可以从一个平台移植到另一个平台，并且一代一代地进行扩展。GE Fanuc 工控产品概况：
图1.1.1 GE Fanuc工控产品结构
◆PAC Systems RX7i 控制器
◆PAC Systems RX3i 控制器
◆系列 90-70 PLC
◆系列 90-30 PLC
◆VersaMax I/O 和控制器
◆VersaMax Micro 和 Nano控制器
◆QuickPanel Control
◆Proficy Machine Edition
产品结构如图1.1.1所示。
三、人机界面选用。
QuickPanel View/Control，它是当前最先进的紧凑型控制计算机。QuickPanel View/Control 提供不同的配置来满足使用需求，既可以作为全功能的HMI（人机界面），也可以作为HMI与本地控制器和分布式控制应用的结合。无论是其擅长的网络环境还是单机单元，QuickPanel View/Control是工厂级人机界面及控制的很好的解决方案。
图 1.4 QuickPanel View/Control产品
由微软Windows CE .NET，当今领先的嵌入式控制操作系统支持，QuickPanel View/Control 为应用程序的开发提供了快捷的途径。与其他版本Windows 的统一性，简化您对已存在程序代码的移植。Windows CE 另一个优点是其熟悉的用户界面，缩短了操作人员和开发人员的学习周期。丰富的第三方应用软件使这个操作系统更具吸引力。
四、实验
1、实验一电机正反转实验
一．实验目的
1．了解机床电气中三相电机的正反转控制和星三角启动控制。
2．掌握电动机的常规控制电路设计。
3.了解电动机电路的实际接线。
4.掌握GE FANUC 3I系统的电动机启动程序编写。
二．实验原理和电路
交流电动机有正转启动和反转启动，而且正反转可以切换，启动时，要求
电动机先接成星型连接，过几秒钟再变成三角形连接运行。PLC控制电动机的I/O 地址如下表所示：
PLC模拟控制电动机I/O地址表
电动机星三角启动电气接口图:
模块的现场接线
接线前请熟悉接线图，我们在这里简单介绍下输入输出模块的接线方法，在接下来的实验中不再赘述。详细请见第一章的模块介绍。
输入模块现场接线
IC694MDL645,数字量输入模块,提供一组共用一个公共端的16个输入点,如图所示。该模块即可以接成共阴回路又可以接成共阳回路，这样在硬件接线时就非常灵巧方便。但在本系统中，我们统一规定本模块接成共阳回路，即1号端子由系统提供负电源，外部输入共阳。
IC694MDL645数字量输入模块现场接线
输出模块现场接线
IC694MDL754,数字输出模块，提供两组（每组16个）共32个输出点。每组有一个共用的电源输出端。这种输出模块具有正逻辑特性；它向负载提供的源电流来自用户共用端或者到正电源总线。输出装置连接在负电源总线和输出点之间。这种模块的输出特性兼容很广的负载，例如：电动机、接触器、继电器，BCD 显示和指示灯。用户必须提供现场操作装置的电源。每个输出端用标有序号的发光二极管显示其工作状态（ON/OFF）。这个模块上没有熔断器。接线必须注意。
即：17端接正电源，18端接负电源及外部负载的共阴端。
IC694MDL754数字量输出模块现场接线
三：实验步骤：
1.编写PLC程序，可参照参考程序，并检查，保证其正确。
2.按照电器接口图接线。
3.下载程序。
4.置PLC于运行状态，按下启动键，观察电机运行。
5.实验结束后，关电源，整理实验器材。
四：实验器材
1.GE FANUC 3I系统一套
2.PYS3电机正反转模块一块
3.网线一根
4.KNT连接导线若干
五：预习要求
1.复习控制电机星三角启动电路和正反转电路。
2.熟悉本节实验原理、电路、内容及步骤。
六：实验报告要求
1.按照一定格式完成实验报告
2.在控制三相交流的实际电路中，电器接口应该如何连接？并采取哪些保
护措施
七:电动机星三角启动PLC控制参考程序如下所示：
2、直流电机定位实验
一：实验目的
1.了解直流电机的工作原理
2.熟悉PLC 正反转定位的使用
二：实验原理及电路
直流电机是将直流电转换成机械能的旋转电机，目前在自动化，家居等领域具有很广泛的应用。下图为定位模拟模板：
工作原理：
复位步骤：长按停止按钮2秒钟，电机正转1）当托盘初始位置处于原点传感器上方时，电机正转到该原点时电机停止；2）当托盘初始位置位于原点传感器下方时，电机正转遇到下限开关反转到原点传感器时电机停止。
启动：按下启动按钮，电机正转，遇到下限开关反转到上限开关时再次转为正转，如此进行循环。
停止：按下停止按钮，停止一切运动。
直流电机定位地址分配如下：
直流电机定位电气接口图：
三：实验内容及步骤
1.编写PLC程序，可参照参考程序，并检查，保证正确。
2.按照电气接口图接线。
3.下载程序。
4.置PLC于运行状态，调试和运行程序，观察实际运转情况。
5.试验结束后，关闭电源，整理实验器材
四：实验器材
1.GE FANUC 3I系统一套
2.PYS3 直流电机定位模块一块
3.网线一根
4.KNT连接导线若干
五：预习要求
1.熟悉本次实验原理、电路、内容及步骤。
2.仔细阅读本次实验的实验内容及步骤。
六：实验报告要求
1.按格式完成实践报告。
2.如何实现直流电机正反旋转？
七：电机定位实验参考程序如下所示：
五、实验总结
这次实习中是在带队老师在现场的指导下完成的，主要是一些操作的过程，没有涉及到一些动手制作的内容，这是一大遗憾吧。希望在
以后的实习中，老师安排一些学生动手制作的环节，这样更有利于我
们学习能力和综合素质的提高。总体来说这次实习是一次难得的学习
机会，让我坚定了学习电气的主动性，在某种程度上也增强了我的学
习兴趣。在以后的学习中，我会加强专业知识的学习，并多联系专业知
识在实际中的应用，拓宽自己的专业知识面
实验报告 ( 2016-2017年度第二学期) 名称：《现代控制理论基础》 题目：状态空间模型分析 院系：控制科学与工程学院 班级： ___ 学号： __ 学生姓名： ______ 指导教师： _______ 成绩： 日期： 2017年 4月 15日
线控实验报告 一、实验目的： l.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验内容 1 第一题：已知某系统的传递函数为G (s) S23S2 求解下列问题： （1）用 matlab 表示系统传递函数 num=[1]; den=[1 3 2]; sys=tf(num,den); sys1=zpk([],[-1 -2],1); 结果： sys = 1 ------------- s^2 + 3 s + 2 sys1 = 1 ----------- (s+1) (s+2) （2）求该系统状态空间表达式： [A1,B1,C1,D1]=tf2ss(num,den); A = -3-2 10 B = 1 C = 0 1
第二题：已知某系统的状态空间表达式为： 321 A ,B,C 01：10 求解下列问题： （1）求该系统的传递函数矩阵： （2）该系统的能观性和能空性： （3）求该系统的对角标准型： （4）求该系统能控标准型： （5）求该系统能观标准型： （6）求该系统的单位阶跃状态响应以及零输入响应：解题过程： 程序： A=[-3 -2;1 0];B=[1 0]';C=[0 1];D=0; [num,den]=ss2tf(A,B,C,D); co=ctrb(A,B); t1=rank(co); ob=obsv(A,C); t2=rank(ob); [At,Bt,Ct,Dt,T]=canon(A,B,C,D, 'modal' ); [Ac,Bc,Cc,Dc,Tc]=canon(A,B,C,D, 'companion' ); Ao=Ac'; Bo=Cc'; Co=Bc'; 结果： （1） num = 0 01 den = 1 32 （2）能控判别矩阵为： co = 1-3 0 1 能控判别矩阵的秩为： t1 = 2 故系统能控。 （3）能观判别矩阵为： ob = 0 1
《自动控制原理》 实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 时段： 成绩： 工学院自动化系
实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211 212==-=-=- = 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G ⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+= 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形
① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节
电路实验 实验报告 第二次实验 实验名称：弱电实验 院系：信息科学与工程学院专业：信息工程姓名：学号： 实验时间：年月日
实验一：PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理 一、仿真实验 1.电容伏安特性 实验电路： 图1-1 电容伏安特性实验电路 波形图：
图1-2 电容电压电流波形图 思考题： 请根据测试波形，读取电容上电压，电流摆幅，验证电容的伏安特性表达式。 解：()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=??? ? ? -=π，us T 500=； ()mA wt R U I I R R C sin 213.0== =∴，ππ40002==T w ； 而()mA wt dt du C C sin 206.0= dt du C I C C ≈?且误差较小，即可验证电容的伏安特性表达式。 2.电感伏安特性 实验电路： 图1-3 电感伏安特性实验电路 波形图：
图1-4 电感电压电流波形图 思考题： 1.比较图1-2和1-4，理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。对于电感而言，电压相位 超前 （超前or 滞后）电流相位；对于电容而言，电压相位 滞后 （超前or 滞后）电流相位。 2.请根据测试波形，读取电感上电压、电流摆幅，验证电感的伏安特性表达式。 解：()mV wt U L cos 8.2=， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=?? ? ?? -=π，us T 500=； ()mA wt R U I I R R L sin 213.0===∴，ππ 40002==T w ； 而()mV wt dt di L L cos 7.2= dt di L U L L ≈?且误差较小，即可验证电感的伏安特性表达式。 二、硬件实验 1.恒压源特性验证 表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压 2.电容的伏安特性测量
机械制图实训心得体会 机械制图实训心得体会一 两个星期的制图实习已告一段落，内心有喜又有忧，喜的是终于没有任务可以轻轻松松回家了，忧的是在实习期间发现自己在作图方面存在很大的问题，以下是这次实习的个人心得体会： 首先，手工绘图方面，由于平时基本功不扎实，尤其是去年那个剖视图没学好，导致自己很多地方都看不明白，绘图时有时自己琢磨许久才能画几笔，有时问基础好点的同学，再加上绘图功底也很差劲，对铅笔的使用，线宽的控制以及尺寸的把握都存在缺陷，这样使我的绘图进度很慢。总的来说，这次绘图让我明白平时一定要注重基本功的训练，绘图时一定要有耐心。 其次是CAD制图，在制图过程中也发现了不少问题：比如图层设置，标注样式的设置等等，有些绘图工具都不会使用，导致绘图进度较慢，而且出现不少错误。在整个绘图过程中，通过看工具书，问同学，慢慢摸索，发现了很多以前都没用过的制图方法。 从这次制图实习中，我学到了很多东西，制图一定要自己亲自动手，只有自己亲身体验才能真正发现自己的不足，才能不断完善自己! 机械制图实训心得体会二
测绘实训是我们机械设计专业的一个重要实践环节，在学校安排的这一周是实习期间，我坚持听从老师的安排，按计划完成每天的实训任务。 在为期一周的测绘实训中，我每天按时到画室进行实践操作，每天完成计划任务后才给自己放学。在测绘中自己做到了独立,认真,仔细地进行操作。在遇到问题时和同组同学互相讨论，请教其他懂得的同学。通过对安全阀的测绘，是我掌握了零件测绘的方法和步骤，学会了一些常用工具的使用方法，能够根据测量数据准确画出零件图形，让我进一步复习巩固了《机械制图》课中的有关知识，让我的制图技能有了较大提高，能够在图纸上更加正确,合理的表达出零件图形。在测绘安全阀过程中我了解懂得了一些零部件的作用和各零件之间的装配联结关系。 我在绘图过程中发现自己画图技巧不够灵活。有时主视图复杂难以表达而俯视图或左视图较为简单些时，由于习惯我还先绘制主视图，因而给绘图带来麻烦，导致效率低。通过这次实训让我复习巩固了三视图基本画法，知道先画简单视图再利用三视图基本画法一一完成其他视图。在测绘图形过程中发现自己对剖视图的知识不够清楚，例如，有的图形在画剖视图是有的线是否要画出连接起来自己不是很清楚。通过这一周的实训我知道了自己的很多不足，对《机械制图》课中的一些细节只是不够了解，课本知识还需要进一
华北电力大学 实验报告| | 实验名称状态空间模型分析 课程名称现代控制理论 | | 专业班级：自动化1201 学生姓名：马铭远 学号：2 成绩： 指导教师：刘鑫屏实验日期：4月25日
状态空间模型分析 一、实验目的 1.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验仪器与软件 1. MATLAB7.6 环境 三、实验内容 1 、模型转换 图 1、模型转换示意图及所用命令 传递函数一般形式： MATLAB 表示为： G=tf(num,den)，，其中 num,den 分别是上式中分子，分母系数矩阵。 零极点形式： MATLAB 表示为：G=zpk(Z,P,K) ，其中 Z，P ，K 分别表示上式中的零点矩阵，极点矩阵和增益。 传递函数向状态空间转换：[A,B,C,D] = TF2SS(NUM,DEN)； 状态空间转换向传递函数：[NUM,DEN] = SS2TF(A,B,C,D,iu)---iu 表示对系统的第 iu 个输入量求传递函数；对单输入 iu 为 1。
例1：已知系统的传递函数为G（S）= 2 2 3 24 11611 s s s s s ++ +++ ,利用matlab将传递函数 和状态空间相互转换。 解：1.传递函数转换为状态空间模型： NUM=[1 2 4];DEN=[1 11 6 11]; [A,B,C,D] = tf2ss(NUM,DEN) 2.状态空间模型转换为传递函数： A=[-11 -6 -11;1 0 0;0 1 0];B=[1;0;0];C=[1 2 4];D=[0];iu=1; [NUM,DEN] = ss2tf(A,B,C,D,iu); G=tf(NUM,DEN) 2 、状态方程状态解和输出解 单位阶跃输入作用下的状态响应： G=ss(A,B,C,D);[y,t,x]=step(G);plot(t,x). 零输入响应 [y,t,x]=initial(G,x0)其中，x0 为状态初值。
自动化控制实验报告(DOC 43页)
本科生实验报告 实验课程自动控制原理 学院名称 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号2013 指导教师 实验地点6C901 实验成绩 二〇一五年四月——二〇一五年五月
线性系统的时域分析 实验一（3.1.1）典型环节的模拟研究 一. 实验目的 1． 了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式 2． 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响 二．典型环节的结构图及传递函数 方 框 图 传递函数 比例 （P ） K (S) U (S) U (S)G i O == 积分 （I ） TS 1 (S)U (S)U (S)G i O == 比例积分 （PI ） )TS 1 1(K (S)U (S)U (S)G i O +== 比例微分 （PD ） )TS 1(K (S) U (S) U (S)G i O +== 惯性 TS 1K (S)U (S)U (S)G i O += =
环节 （T） 比例 积分 微分 （PI D） S T K S T K K (S) U (S) U (S) G d p i p p i O + + = = 三．实验内容及步骤 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响.。 改变被测环节的各项电路参数，画出模拟电路图，阶跃响应曲线，观测结果，填入实验报告 运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的典型环节的模拟研究中的相应实验项目，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。1)．观察比例环节的阶跃响应曲线 典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。 图3-1-1 典型比例环节模拟电路 传递函数： 1 (S) (S) (S) R R K K U U G i O= = = ；单位阶跃响应：
实验一 常用仪器使用（一） 成绩及评语 时间：第 周 星期 第 节 院系： 座号： 专业: 课号： 姓名： 学号： ============================================================================================ 一．实验目的 掌握万用表、直流稳定电源、函数信号发生器的使用方法。 二．实验仪器 万用表 1台 直流稳定电源 1台 函数信号发生器 1台 三．预习要求 1.认真阅读课本关于万用表、直流稳定电源、函数信号发生器相关内容。 是否已完成：是【 】 否【 】 2.认真学习万用表、直流稳定电源、函数信号发生器相关课件（360云盘下载）。 是否已完成：是【 】 否【 】 3.利用网络查找并学习GDM-8245台式数字万用表、SS2323直流稳定电源、TFG6020 DDS函数信号发生器使用说明。 是否已完成：是【 】 否【 】 4.掌握峰峰值、有效值的定义及正弦波、方波、三角波这三种波形峰峰值和有效值的转化关系。 是否已完成：是【 】 否【 】 5.请回答以前几个预习问题： （1）测量直流电压时，台式万用表应选择哪个档位？ （2）要测量导线通断应该使用台式万用表哪个档位？ （3） SS2323直流稳定电源输出控制开关叫什么名字？如果忘记打开会出现什么问题？ （4）TFG6020 DDS函数信号发生器A路有哪几种输出波形？ （5）请写出用TFG6020 DDS函数信号发生器输出三角波的设置步骤。 （6）请写出峰峰值、有效值的定义。
（7） 有效值为2V的正弦波、方波、三角波，其峰峰值分别为多少？ 四．实验原理 根据课件及教师授课按以下要求写出各仪器操作方法： 1.请写出GDM-8245台式数字万用表常用档位作用，红黑表笔插法等简单使用方法。 2.请写出 SS2323直流稳定电源各按键、旋钮作用及简单使用方法，画出40v，±12v电压连接方法。 3. 请写出TFG6020 DDS函数信号发生器常用按键功能及简单使用方法。
现代控制理论实验报告
实验一系统能控性与能观性分析 一、实验目的 1.理解系统的能控和可观性。 二、实验设备 1.THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台； 三、实验容 二阶系统能控性和能观性的分析 四、实验原理 系统的能控性是指输入信号u对各状态变量x的控制能力，如果对于系统任意的初始状态，可以找到一个容许的输入量，在有限的时间把系统所有的状态引向状态空间的坐标原点，则称系统是能控的。 对于图21-1所示的电路系统，设iL和uc分别为系统的两个状态变量，如果电桥中 则输入电压ur能控制iL和uc状态变量的变化，此时，状态是能控的。反之，当 时，电桥中的A点和B点的电位始终相等，因而uc不受输入ur的控制，ur只能改变iL的大小，故系统不能控。 系统的能观性是指由系统的输出量确定所有初始状态的能力，如果在有限的时间根据系统的输出能唯一地确定系统的初始状态，则称系统能观。为了说明图21-1所示电路的能观性，分别列出电桥不平衡和平衡时的状态空间表达式： 平衡时：
由式（2）可知，状态变量iL和uc没有耦合关系，外施信号u只能控制iL的变化，不会改变uc的大小，所以uc不能控。基于输出是uc，而uc与iL无关连，即输出uc中不含有iL的信息，因此对uc的检测不能确定iL。反之式（1）中iL与uc有耦合关系，即ur的改变将同时控制iL和uc的大小。由于iL与uc的耦合关系，因而输出uc的检测，能得到iL 的信息，即根据uc的观测能确定iL（ω） 五、实验步骤 1．用2号导线将该单元中的一端接到阶跃信号发生器中输出2上，另一端接到地上。将阶跃信号发生器选择负输出。 2．将短路帽接到2K处，调节RP2，将Uab和Ucd的数据填在下面的表格中。然后将阶跃信号发生器选择正输出使调节RP1，记录Uab和Ucd。此时为非能控系统，Uab和Ucd没有关系（Ucd始终为0）。 3．将短路帽分别接到1K、3K处，重复上面的实验。 六、实验结果 表20－1Uab与Ucd的关系 Uab Ucd
实验报告 课程名称：自动控制原理 实验项目：典型环节的时域相应 实验地点：自动控制实验室 实验日期：2017 年 3 月22 日 指导教师：乔学工 实验一典型环节的时域特性 一、实验目的 1.熟悉并掌握TDN-ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。
2.熟悉各种典型环节的理想阶跃相应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异，分析原因。 3.了解参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验设备 PC 机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)实验系统一套。 三、实验原理及内容 下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。 1．比例环节 (P) (1)方框图 (2)传递函数： K S Ui S Uo =) () ( (3)阶跃响应：) 0()(≥=t K t U O 其中 01/R R K = (4)模拟电路图： (5) 理想与实际阶跃响应对照曲线： ① 取R0 = 200K ；R1 = 100K 。 ② 取R0 = 200K ；R1 = 200K 。
2．积分环节 (I) (1)方框图 (2)传递函数： TS S Ui S Uo 1 )()(= (3)阶跃响应： ) 0(1)(≥= t t T t Uo 其中 C R T 0= (4)模拟电路图 (5) 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取R0 = 200K ；C = 1uF 。 ② 取R0 = 200K ；C = 2uF 。
1 Uo 0t Ui(t) Uo(t) 理想阶跃响应曲线 0.4s 1 Uo 0t Ui(t) Uo(t) 实测阶跃响应曲线 0.4s 10V 无穷 3．比例积分环节 (PI) (1)方框图： (2)传递函数： (3)阶跃响应： (4)模拟电路图： (5)理想与实际阶跃响应曲线对照： ①取 R0 = R1 = 200K；C = 1uF。 理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线 ②取 R0=R1=200K；C=2uF。 K 1 + U i(S)+ U o(S) + Uo 10V U o(t) 2 U i(t ) 0 0 .2s t Uo 无穷 U o(t) 2 U i(t ) 0 0 .2s t
串联电路实验报告 篇一：实验报告：组成串联电路和并联电路a 连接串联电路和并联电路 一、实验目的：掌握_____________、______________的连接方式。 二、实验器材： __________、__________、__________、__________、___________。 三、步骤： （一）.组成串联电路 1.按图1-1的电路图，先用铅笔将图1-2中的电路元件，按电路图中的顺序连成实物电路图(要求元件位置不动，并且导线不能交叉)。在连接实物电路过程中，开关是 2.经电路连接无误后，闭合和断开结果填入表格中。 3.把开关改接到L1和L2之间，再改接到L2和电池负极间，观察开关控制两只灯泡的情况。将观察结果填入表格中。 （二）组成并联电路 1、在图方框中画出由两只灯泡L1、L2组成的并联电路。要求三个开关中的开关S控制干 路，开关S1和S2分别控制两个支路，并按电路图连接实物及实物图。 2、经检查电路连接无误后，把
3、闭合S1和S2，断开与闭合干路中的开关S，观察它控制哪个灯泡？将观察结果填入表 格中。 4、闭合S和S2，断开与闭合支路中的开关S1，观察它控制哪个灯泡？将观察结果填入表 格中。 5、闭合S和S1，断开与闭合支路开关S2，观察它控制哪个灯泡？将观察结果填入表格中。 （三）实验结论 串联电路：在串联电路里只有条电流路径；用电器）工作，它们之间（选填“会”或“不会”）相互影响；开关控制_____ ____用电器;如果开关的位置改变了,开关的控制作用_________. 并联电路：在并联电路里有条电流路径；用电器）工作，它们之间（选填“会”或“不会”）相互影响；干路开关控制_________用电器，支路开关控制_________用电器（四）、结束实验，整理仪器，把器材分类放好，依次推出实验室。 电学实验规则： 1.实验开始时：首先要依据实验要求，能正确地画出电路图。 2.选择器材时：要依据画出（含“给出”）的电路图，
工程制图课程设计 课程目标： 本课程是工科类专业的技术基础课，通过课程学习要求学生掌握正投影基本理论和作图方法，培养学生对三维形体的思维和表达能力。能正确地绘制和阅读零件图和装配图。绘制的图样必须：投影正确，视图选择与配置恰当，尺寸完全，符合《机械制图》国家标准。并培养学生利用计算机绘制图形的能力。知识模块顺序及对应的学时 本课程的知识模块如下，各模块对应的学时为： 学科概论：2学时 理论基础：36学时 绘图规则：16学时 绘图方法：20学时 工程训练：30学时 课程的重点、难点及解决办法 本课程的主要任务是培养学生学习阅读与绘制工程图样。工程图样是按一定的投影方法绘制的，投影的方法是按一定的规律在二维平面上表达三维空间的形体。这就要求学习者在绘制工程图样时，能够正确地使用投影的方法来表达空间形体；而在阅读工程图样时，又要求学习者能够根据二维平面上的投影想象出物体的空间形状来。因此本课程教学的重点和难点是如何有效地训练培养学生的空间思维想象能力和解决工程问题能力。 很强的空间想象能力并非与生俱来的，教学过程中注重空间想象能力的培养是本课程的主要教学特点。培养空间想象能力的方法很多，在课堂教学中注
重优化利用模型等教具，以帮助学生建立空间概念。在计算机技术大量进入课堂的今天，开发与运用具有效果逼真的三维动画的CAI课件是行之有效的方法。对于低年级学生缺乏实际生产经验的问题，我们通过组织学生参观实习工厂及在授课过程中引入工程实例和科研经典成果等方法加以解决。结合课程内容增加构形设计的创新作业练习，培养学生的空间思维想象能力和解决工程问题能力。 实践教学的设计思想与效果 制图课的实践性教学分成两大类：手工绘图（含测绘与徒手绘图）与计算机绘图（含计算机三维造型）。 手工绘图是本课程的传统实验环节，在计算机绘图日益普及的今天，手工绘图的重要性也在下降。为此，我们大幅度地削减了手工绘仪器图的比例，加强了徒手绘制草图的训练，同时增加了计算机绘图所占的比例，使得机械专业的学生能够做到基本掌握计算机绘图的方法，为学生在课程设计与毕业设计中使用计算机绘图打下了良好的基础。 为了保证机械专业的学生在大学四年中，基本做到绘图不断线，我们在学生二年级后的实践周中，增加了三维造型创新设计实践训练。通过一周的实践训练，使学生的计算机绘图水平得到进一步提高。 三维创新设计是北京理工大学机械基础系列课教学改革的一个环节。在工程制图的教学中，将计算机绘图（使用AUTOCAD，只介绍二维）融入其中。对机类学生，在第四学期末安排机械 CAD(1)，介绍AUTODESK 公司的INVENTOR 软件，进行三维创新设计。对非机类学生，安排面向全校学生的自选开放实验（《基
自动控制原理实验报告 一、实验名称：一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试 二、实验目的 1、了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系 2、学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法 3、学习阶跃响应的测试方法 三、实验内容 1、建立一阶系统的电子模型，观测并记录在不同时间常数T时的响应曲线，测定过渡过程时间T s 2、建立二阶系统电子模型，观测并记录不同阻尼比的响应曲线，并测定超调量及过渡过程时间T s 四、实验原理及实验数据 一阶系统 系统传递函数： 由电路图可得，取则K=1，T分别取：0.25, 0.5, 1 T 0.25 0.50 1.00 R2 0.25MΩ0.5M Ω1MΩ C 1μ1μ1μ T S 实测0.7930 1.5160 3.1050 T S 理论0.7473 1.4962 2.9927 阶跃响应曲线图1.1 图1.2 图1.3 误差计算与分析 （1）当T=0.25时，误差==6.12%； （2）当T=0.5时，误差==1.32%； （3）当T=1时，误差==3.58% 误差分析：由于T决定响应参数，而,在实验中R、C的取值上可能存在一定误差，另外，导线的连接上也存在一些误差以及干扰，使实验结果与理论值之间存在一定误差。但是本实验误差在较小范围内，响应曲线也反映了预期要求，所以本实验基本得到了预期结果。 实验结果说明 由本实验结果可看出，一阶系统阶跃响应是单调上升的指数曲线，特征有T确定，T越小，过度过程进行得越快，系统的快速性越好。 二阶系统 图1.1 图1.2 图1.3
系统传递函数： 令 二阶系统模拟线路 0.25 0.50 1.00 R4 210.5 C2 111 实测45.8% 16.9% 0.6% 理论44.5% 16.3% 0% T S实测13.9860 5.4895 4.8480 T S理论14.0065 5.3066 4.8243 阶跃响应曲线图2.1 图2.2 图2.3 注：T s理论根据matlab命令[os,ts,tr]=stepspecs(time,output,output(end),5)得出，否则误差较大。 误差计算及分析 1）当ξ=0.25时，超调量的相对误差= 调节时间的相对误差= 2）当ξ=0.5时，超调量的相对误差==3.7% 调节时间的相对误差==3.4% 4）当ξ=1时，超调量的绝对误差= 调节时间的相对误差==3.46% 误差分析：由于本试验中，用的参量比较多，有R1,R2,R3,R4;C1,C2;在它们的取值的实际调节中不免出现一些误差，误差再累加，导致最终结果出现了比较大的误差，另外，此实验用的导线要多一点，干扰和导线的传到误差也给实验结果造成了一定误差。但是在观察响应曲线方面，这些误差并不影响，这些曲线仍旧体现了它们本身应具有的特点，通过比较它们完全能够了解阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系，不影响预期的效果。 实验结果说明 由本实验可以看出，当ωn一定时，超调量随着ξ的增加而减小，直到ξ达到某个值时没有了超调；而调节时间随ξ的增大，先减小，直到ξ达到某个值后又增大了。 经理论计算可知，当ξ=0.707时，调节时间最短，而此时的超调量也小于5%，此时的ξ为最佳阻尼比。此实验的ξ分布在0.707两侧，体现了超调量和调节时间随ξ的变化而变化的过程，达到了预期的效果。 图2.2 图2.1 图2.3
Hefei University 模块实训 COURSE P ROJE C T 题目：工业产品表达2—— 平口钳零件视图表达及测绘草图系别：机械工程系 专业：机械设计制造及自动化 学制：四年 姓名：张哲 学号： 1306013011 导师：徐滟 2014年3月26日
目录 第 1 章平口钳零件视图表达及测绘草图 (2) 1.1.实训题目 (2) 1.2.实训目的 (3) 1.3.实训要求 (3) 第 2 章零件草图的测绘过程 (3) 第 3 章零件草图（附图） (3) 第 4 章成绩评定 (3) 实训小结 (4)
第 1 章平口钳草图测绘及零件视图表达 1.1.实训题目： 为了更好地提高学生的动手、测绘、绘图能力，进一步巩固和完善所学机械制图知识，为学生后续课程的学习打下坚实的基础。结合工业产品表达II模块的教学基本内容，设置了本实训环节。 根据平口钳的实物模型手工测绘并绘制钳座、活动钳口、方形螺母、护口板等零件草图，要求零件视图表达正确、尺寸测绘完整、准确。 图一平口钳 1.2.实训目的 本实训是机制专业学生所学模块中非常重要的实践环节，其任务是使学生了解和掌握有关机械零部件的结构和工作原理，增强机械零部件形体的空间概念，提高动手和绘图能力，要求学生通过实训，掌握机械零部件的基本拆卸方法，常用量具的使用方法和常见零件的测量方法，能用所学机械制图的基本知识绘制零件草图，在零件草图的基础上，能正确、完整、清晰地进行视图表达及尺寸标注。
1.3.实训要求 1、借平口钳实物模型，借游标卡尺。 2、爱护模型，掌握有关机械零部件的结构和工作原理，掌握机械零部件的基本拆卸 方法。 3、掌握游标卡尺的使用方法和常见零件的测量方法。 4、正确绘制平口钳部件中各零件的工程草图，要求视图表达正确。 5、在正确表达视图的基础上，完整、准确地记录零件尺寸。 6、在上机绘制零件工作图之前及时返还平口钳实物。 第 2 章草图测绘过程 1、学习平口钳的工作原理、熟悉其结构特点; 2、学习游标卡尺的使用方法和常见零件的测量方法。 3、将全班分成若干小组，每组发给一套平口钳及游标卡尺进行分组测绘工作，每组 成员共同绘制一套平口钳零件草图。 4、在熟悉零件形体、结构、功能的基础之上，目测模型，估算尺寸，徒手绘制机械 部件中的零件草图，要求对零件的视图表达正确、完整、清晰。 5、使用游标卡尺对零件尺寸进行测绘，先标注尺寸线和尺寸界线，再将尺寸完整地 记录在草图上。 附图片、展示过程： 如： 方形螺母
河南工业大学 现代控制理论实验报告姓名：朱建勇 班级：自动1306 学号：201323020601
现代控制理论 实验报告 专业: 自动化 班级: 自动1306 姓名: 朱建勇 学号: 201323020601 成绩评定: 一、实验题目： 线性系统状态空间表达式的建立以及线性变换 二、实验目的 1. 掌握线性定常系统的状态空间表达式。学会在MATLAB 中建立状态空间模型的方法。 2. 掌握传递函数与状态空间表达式之间相互转换的方法。学会用MATLAB 实现不同模型之 间的相互转换。 3. 熟悉系统的连接。学会用MATLAB 确定整个系统的状态空间表达式和传递函数。 4. 掌握状态空间表达式的相似变换。掌握将状态空间表达式转换为对角标准型、约当标准 型、能控标准型和能观测标准型的方法。学会用MATLAB 进行线性变换。 三、实验仪器 个人笔记本电脑 Matlab R2014a 软件 四、实验内容 1. 已知系统的传递函数 (a) ) 3()1(4)(2++=s s s s G
(b) 3486)(22++++=s s s s s G
(c) 6 1161)(232+++++=z z z z z z G （1）建立系统的TF 或ZPK 模型。 （2）将给定传递函数用函数ss( )转换为状态空间表达式。再将得到的状态空间表达式用函 数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。 （3）将给定传递函数用函数jordants( )转换为对角标准型或约当标准型。再将得到的对角 标准型或约当标准型用函数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。 （4）将给定传递函数用函数ctrlts( )转换为能控标准型和能观测标准型。再将得到的能控标 准型和能观测标准型用函数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。
自动控制原理实验报告 学院： 班级： 姓名： 学号：
西安交通大学实验报告 课程自动控制原理实验日期2014 年12月22 日专业班号交报告日期 2014 年 12月27日姓名学号 实验五直流电机转速控制系统设计 一、实验设备 1.硬件平台——NI ELVIS 2.软件工具——LabVIEW 二、实验任务 1.使用NI ELVIS可变电源提供的电源能力，驱动直流马达旋转，并通过改变电压改变 其运行速度； 2.通过光电开关测量马达转速； 3.通过编程将可变电源所控制的马达和转速计整合在一起，基于计算机实现一个转速自 动控制系统。 三、实验步骤 任务一：通过可变电源控制马达旋转 任务二：通过光电开关测量马达转速 任务三：通过程序自动调整电源电压，从而逼近设定转速
编程思路：PID控制器输入SP为期望转速输出，PV为实际测量得到的电机转速，MV为PID输出控制电压。其中SP由前面板输入；PV通过光电开关测量马达转速得到；将PID 的输出控制电压接到“可变电源控制马达旋转”模块的电压输入控制端，控制可变电源产生所需的直流电机控制电压。通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，达到直流电机转速的负反馈控制。 PID参数：比例增益：0.0023 积分时间：0.010 微分时间：0.006 采样率和待读取采样：采样率：500kS/s 待读取采样：500 启动死区：电机刚上电时，速度为0，脉冲周期测量为0，脉冲频率测量为无限大。通过设定转速的“虚拟下限”解决。本实验电机转速最大为600r/min。故可将其上限值设为600r/min，超过上限时，转速的虚拟下限设为200r/min。 改进：利用LabVIEW中的移位寄存器对转速测量值取滑动平均。
电路实验实验报告 一、实验题目 二极管伏安特性曲线测量 二、实验摘要 1.设计电路使电压1-5v可调。 2.在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路。 3.给二极管测试电路的输入端加Vp-p=4V、f=5kHz的正弦波，用示波器观察该电路的输入输出波形。 4.测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好。 5.用excel画二极管的伏安特性曲线。 三、实验环境 数字万用表、二极管、面包板、导线、电阻、示波器、函数信号发生器等。 四、实验原理 1.晶体二极管的导电特性： 晶体二极管无论加上正向或反向电压，当电压小于一定数值时只能通过很小的电流，只有电压大于一定数值时，才有较大电流出现，相应
的电压可以称为导通电压。正向导通电压小，反向导通电压相差很大。当外加电压大于导通电压时，电流按指数规律迅速增大，此时，欧姆定律对二极管不成立。 2.正向电压： 对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 3.反向电压： 对上述器件施加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，其反向电压增加至该二极管的击穿电压时，电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应竭力避免出现击穿观察，这很容易造成二极管的永久性损坏。所以在做二极管反向特性时，应串联接入限流电阻，以防因电流过大而损坏二极管。 4.将正弦交流电接入二极管，正向的电流可以导通，反向无法导通，则可在示波器上显示出半个正弦波。 五、实验电路
吉大2016年数控技术综合实 验报告 《数控技术综合实践》实验考核大纲 课程名称：《数控技术综合实践》 学时学分：5 适用专业：数控技术机械类 先修课程：《机械制图》、《机械工程材料基础》 一、制定本大纲的依据 本大纲根据《数控技术综合实践》考试大纲对学生实验能力的培养要求而制定。 二、实践课程的内容安排及学分分布 1.数控机床结构理论教学（2学分） 2.数控机床及加工中心结构实习（3学分） 三、实践课程目的与要求 实习是根据教学计划来安排得非常重要的实践性教学环节。实习目的是使学生了解和掌握基本生产知识，巩固和丰富已学过的专业知识。培养学生理论联系实际，在生产实际中调查研究、观察问题、分析问题，以及解决问题的能力和方法。 在实习过程中，学生应该学习工人的组织性、纪律性等优秀品质，接受热爱祖国、热爱社会主义建设 的教育，养成在工厂工作和学习的习惯。 《数控技术综合》实验报告 一、实验心得： 1.通过实验我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形 方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。 2.在数控机床的生产装配以及调试上，具有初步的独立操作技能。
3.在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。 4.这次实习，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质，不到最后一秒决不放弃的毅力！ 5.培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。 二、数控加工工艺分析（包括机床、刀具的选择，加工路线等）： 工件一（如图一）工件二（如图二）使用机床车床车床 装夹工具三爪卡盘夹紧定位三爪卡盘夹紧定位 加工路线 车右端面，循环粗车外圆（Φ10→圆弧 R5→端面→45°倒角），精车（Φ10→圆 弧R5→端面→45°倒角）； 循环车削螺纹（刀具初始 位置a→b点→c点→快速 到d→快速回到初始位置 a）刀具外圆粗精车刀（编号T02）螺纹车刀（编号T01）切削用量 粗车（主轴转速2800r/min,进给量 0.2mm/r）,精车（主轴转速2800r/min, 进给量0.2mm/r） 主轴转速500r/min； 三、数控加工程序：
现代控制理论课程总结 学习心得 从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。对于《现代控制理论》这门课程，在刚拿到课本的时候，没上张老师的课之前，咋一看，会认为开课的内容会是上学期学的控制理论基础的累赘或者简单的重复，更甚至我还以为是线性代数的复现呢！根本没有和现代控制论联系到一起。但后面随着老师讲课的风格的深入浅出，循循善诱，发现和自己想象的恰恰相反，张老师以她特有的讲课风格，精心准备的ppt 课件，向我们展示了现代控制理论发展过程，以及该掌握内容的方方面面，个人觉得，我们不仅掌握了现代控制理论的理论知识，更重要的是学会了掌握这门知识的严谨的逻辑思维和科学的学习方法，对以后学习其他知识及在工作上的需要大有裨益，总之学习了这门课让我受益匪浅。 由于我们学习这门课的课时不是很多，并结合我们学生学习的需求及所要掌握的课程深入程度，张老师根据我们教学安排需要，我们这学期学习的内容主要有：1.绪论；2.控制系统的状态表达式；3.控制系统状态表达式的解；4.线性系统的能空性和能观性；5.线性定常系统的综合。而状态变量和状态空间表达式、状态转移矩阵、系统的能控性与能观性以及线性定常系统的综合是本门课程的主要学习内容。当然学习的内容还包括老师根据多年教学经验及对该学科的研究的一些深入见解。 在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合,各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。作为跨接于自然科学和社会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的必修课。 经典控制理论的特点 经典控制理论以拉氏变换为数学工具，以单输入－单输出的线性定常系统为主要的研究对象。将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中，得到系统的传递函数，并以此作为基础在频率域中对系统进行分析和设计，确定控制器的结构和参数。通常是采用反馈控制，构成所谓闭环控制系统。经典控制理论具有明显的局限性，突出的是难以有效地应用于时变系统、多变量系统，也难以揭示系统更为深刻的特性。当把这种理论推广到更为复杂的系统时，经典控制理论就显得无能为力了，这是因为它的以下几个特点所决定。 1．经典控制理论只限于研究线性定常系统，即使对最简单的非线性系统也是无法处理的；这就从本质上忽略了系统结构的内在特性，也不能处理输入和输出皆大于1的系统。实际上，大多数工程对象都是多输入－多输出系统，尽管人们做了很多尝试，但是，用经典控制理论设计这类系统都没有得到满意的结果；2．经典控制理论采用试探法设计系统。即根据经验选用合适的、简单的、工程上易于实现的控制器，然后对系统进行分析，直至找到满意的结果为止。虽然这种设计方法具有实用等很多完整，从而促使现代控制理论的发展：对经典理论的精确化、数学化及理论化。优点，但是，在推理上却是不能令人满意的，效果也
实验报告可以安装这个格式写，然后用16K纸打印实验名称：电路元件的伏安特性 姓名：学号： 同组人：学号：评分： 专业、班级：日期：指导老师： 一、实验目的 1、研究电阻元件和直流电源的伏安特性及其测定方法。 2、学习直流仪表设备的使用方法。 二、仪器设备 序号名称型号与规格数量备注 1 可调直流稳压电源0～30V 1 2 直流数字毫安表0～200mA 1 3 直流数字电压表0～200V 1 4 线性电阻器200Ω，1KΩ/8W 1 DGJ-05 5 灯泡12V、0.1A 1 6 可调电阻器0~99999.9Ω/2W 1 三、实验内容 1、理想电压源的伏安特性 按图1-6接线，电流表接线时使用电流插孔。接线前调稳压电源Us(V)=10（V）。按表1-1改变R数值（将可调电阻与电路断开后调整R值），记录相应的电压值与电流值于表1-1中。 2、实际电压源的伏安特性 按图1-7接线。接线前调稳压电源Us(V)=10（V）。按表1-2改变R数值（将可调电阻与电路断开后调整），记录相应的电压值与电流值于表1-2中。 3、线性电阻的伏安特性 按图1-8接线。按表1-3改变直流稳压电源的电压Us，测定相应的电流值和电压值记录于表1-3中。 4、测定非线性白炽灯泡的伏安特性 将图1-8中的1K电阻R换成一只12V，0.1A的灯泡，测量表1-4中的数据。 五、实验注意事项 1. 进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。 2.更换直流电流表的量程时，要先按停止按钮后才能更换量程（因为要改线路）。 3.调节电压源旋钮时，速度不宜过快。 4.每做完一个实验，需先将电压源调零后，再做下一个实验。 1
实验三 利用MATLAB 导出连续状态空间模型的离散化模型 实验目的： 1、基于对象的一个连续时间状态空间模型，导出其相应的离散化状态空间模型； 2、通过编程、上机调试，掌握离散系统运动分析方法。 实验原理： 给定一个连续时间系统的状态空间模型： ()()()()()() x t Ax t Bu t y t Cx t Du t =+=+ （3.1） 状态空间模型（3.1）的输入信号()u t 具有以下特性： ()(),u t u kT kT t kT T =≤≤+ （3.2） 已知第k 个采样时刻的状态()x kT 和第k 个采样时刻到第1k +个采样时刻间的输入()()u t u kT =，可得第1k +个采样时刻(1)k T +处的状态 (1)((1))((1))()((1))()k T kT x k T k T kT x kT k T Bu d τττ++=Φ+-+Φ+-? （3.3） 其中： ((1))((1))A k T kT AT k T kT e e +-Φ+-== ((1))((1))A k T k T e ττ+-Φ+-= 由于输入信号在两个采样时刻之间都取常值，故对式（3.3）中的积分式进行一个时间变量替换(1)k T στ=+-后，可得 0((1))()()()AT A x k T e x kT e d Bu kT τ σσ+=+? （3.4） 另一方面，以周期T 对输出方程进行采样，得到 ()()()y kT Cx kT Du kT =+ 在周期采样的情况下，用k 来表示第k 个采样时刻kT 。因此，连续时间状态空间模型
（3.1）的离散化方程可以写成 (1)()()()()()()() x k G T x k H T u k y k Cx k Du k +=+=+ （3.5） 其中： 0()()()AT A G T e H T e d B τσσ==? （3.6） 已知系统的连续时间状态空间模型，MATLAB 提供了计算离散化状态空间模型中状态矩阵和输入矩阵的函数： [G ,H]=c2d(A,B,T) 其中的T 是离散化模型的采样周期。 实验步骤 1、导出连续状态空间模型的离散化模型，采用MA TLAB 的m-文件编程； 2、在MA TLAB 界面下调试程序，并检查是否运行正确。 例3.1 已知一个连续系统的状态方程是 010()()()2541x t x t u t ????=+????--???? 若取采样周期0.05T =秒，试求相应的离散化状态空间模型。 编写和执行以下的m-文件： A=[0 1;-25 –4]; B=[0;1]; [G ,H]=c2d(A,B,0.05) 得到 G= 0.9709 0.0448 -1.1212 0.7915 H= 0.0012 0.0448 因此，所求的离散化状态空间模型是 0.97090.04480.0012(1)()()1.12120.79150.0448x k x k u k ????+=+????-????