分数：
华南理工大学广州学院课程设计报告
题目：自动控制原理课程设计
课程：自动控制原理课程设计
专业：
班级：
姓名：
学号：
电信学院自动控制原理课程设计
指导老师评价表
第一部分
任
务
书
《自动控制原理》课程设计任务书
一、课题名称自动控制原理课程设计
二、课程设计目的
课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的理论、实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地消化、巩固、掌握课堂教学内容、开拓思维、培养专业素养、指导学生的实践和动手环节、提高学生全面素质具有很重要的意义。
自动控制原理课程设计目的：
1）利用电阻、电容、电感建立一阶、二阶、三阶数学模型。
2）掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及设计，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。
3) 学会使用MA TLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试。
三、课程设计任务和要求
1、理论分析：用MA TLAB进行系统时域、频域分析，报告要有相应程序和响应曲线、结论。
1）、时域分析：分析系统在典型输入信号（单位阶跃信号、单位斜坡信号、脉冲信号、正弦信号）作用下，系统输出响应；画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。用MATLAB软件进行系统时域分析，报告中要有程序和响应曲线。（参考教材第三章第七节基于
MATLAB的控制系统时域分析）
2）频域分析：画出未校正开环系统的Bode图，分析系统是否稳定
3）、根据设计系统的串联校正装置，使系统达到规定的性能指标
根据给定的性能指标选择合适的校正方式G C(s)对原系统进行校正（必须有校正过程计算过程），使其满足工作要求。
串联校正
利用MATLAB对校正后系统的性能进行分析，与未校正前系统进行比较分析。
2、实物制作和调试
利用面包板、电阻R、电容C、电感L建立一阶、二阶、三阶数学模型，面包板是由于板子上有很多小插孔，专为电子电路的无焊接实验设计制造的。
1）系统开环传递函数和校正装置传递函数数学模型制作
一阶系统数学模型可以利用RC电路设计。
二阶系统数学模型可以利用RLC或两级RC电路设计。
三阶系统数学模型可以利用一阶、二阶系统串联实现。
2）典型输入信号（单位阶跃信号、单位斜坡信号、脉冲信号、正弦信号）建立
单位阶跃信号、脉冲信号：利用开关和直流稳压电源建立
单位斜坡信号、正弦信号:利用利用RLC电器元件设计或信号发生器（icl8038信号发生模块淘宝网单价20元）参考模拟电子技术相关书籍。
3）调试：以上实物制作完成后进行输出响应曲线检测，可利用示波器或万用表观测
说明：凡是利用到实验室设备的，将试大家实物完成情况统一时间开放实验室。
3、设计报告
1）、理论分析：用MATLAB进行系统时域、频域分析，报告要有相应程序和响应曲线、结论。
2）、实物制作部分：设计报告要写出详细的设计步骤，包括元器件选型计算。
3）、理论分析和实物运行结果对比和分析，误差产生原因分析。
4）、课程设计过程中遇到的问题及解决的方法；写出心得体会与参考文献等。
4、题目及分组
本次课程设计题目共十小题，分组进行设计，每组最多5位同学，每组选其中一题题目完成，
各组题目不能相同。当出现选题问题时，由学委协调分配。每组选定一名组长，负责协调组员工作分工。题目见附件1。
5、时间安排
1、每位同学根据完成的题目，完成任务书及设计报告撰写并用A4纸、宋体小四字体打印。封面和指导教师评价表作为第1、2页(格式见后),与课程设计任务书和报告内容一起装订。
2、设计时间安排：2017年9月14日—2017年10月15日，验收及答辩以小组为单位进行，时间待定。验收通过后修改整理打印设计报告，于2017年10月20日前各班集中提交设计报告。
6、经费使用：
每位同学每门课程设计费用20元人民币，每个小组总费用不能超过小组组员人数×20元，选定题目后编制元器件购买清单。
各组将购买清单交由学委，由班级统一采购。费用超出部分组员个人承担。
题三：设单位负反馈系统的开环传递函数为
)2
(
4
)
(
+
=
s
s
s
G
k
1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。
2、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。
3、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标：
（1）相角裕度γ≥30°
（2）幅值裕度h≥10dB。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率、相角裕度γ和幅值裕度h。
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。
第二部分
课
程
设
计
报
告
1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定。
程序：
>>num=4;
>>den=[1 2 0];
>>G=tf(num,den); //求传递函数
>>margin(G)
>>[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G) //margin函数可计算出幅值裕度、相角裕度及对应频率Gm = //幅值裕度
Inf
Pm = //相角裕度
51.8273
Wcg = //相角穿越频率
Inf
Wcp = //截至频率
1.5723
未较正系统的Bode图：
在图中可看出Lg（ω）>0的范围内相频特性没有穿越-180°线，较正前的相角裕度为51.8273，校正前的幅值裕度为inf，所以系统稳定。
对数判据是用穿越次数来判别系统的稳定性的。
利用伯德图进行稳定性判定的判据是：幅值裕度GM>0且相角PM 裕度>0
从伯德图不能得知绝对稳定性，只能得知相当稳定性（例如PM ，GM ）。
2、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。
程序：
>>num=4； //num 为系统传递函数分子多项式系数
>>den=[1 2 0]； //den 为系统传递函数分母多项式系数 >>G=tf （num ，den ）； //开环传递函数模型
>>rlocus （G ） // rlocus 绘制开环传递函数的根轨迹
未较正系统的根轨迹图：
由单位负反馈系统的开环传递函数
)2(4
)(+=
s s s G k 可知，系统的临界稳定点K=4。由根轨迹图可知：此时系统的闭环稳定性很好，无论k 怎么变，不会引起系统不稳定。 要求系统稳定，闭环极点都必须在s 左半平面。（s=0,-2）
3、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标： （1）相角裕度γ≥30° （2）幅值裕度h ≥10dB 。
该系统采取串联较正装置，滞后较正网络如下：
采取滞后较正。
ωc=1 rad/s y=60°//ωc=1 rad/s 时相角裕量满足 对数幅值为5 page249 例
6-2
4、给出校正装置的传递函数
Gc（s）=（1+10s）/(1+16.7s)
5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率、相角裕度γ和幅值裕度h。
较正前的bode图：margin（G）
较正后的bode图：
较正装置的bode图：
校正前的根轨迹图：rlocus（G）
较正后的根轨迹图：
较正装置的根轨迹图：
较正后系统为：G(s)=（40s+4）/（16.7s3+34.4s2+2s）校正后系统的穿越频率、相角裕度γ和幅值裕度h：
程序：
>>num=[40 4]; //分子系数
>> den=[16.7 34.4 2 0]; //分母系数
>> G=tf(num,den); //传递函数
>>margin(G) //
>>[Gm，Pm，Wcg，Wcp]=margin（G） //计算出幅值裕度、相角裕度及对应频率
Gm = //幅值裕度
Inf
Pm = //相角裕度
59.9010
Wcg = //截至频率
Inf
Wcp = //穿越频率
1.0609
Wcp为穿越频率，Pm为相角裕度，Gm为幅值裕度。所以校正后系统的穿越频率为1.0609、相角裕度γ=59.9°，,幅值裕度h=Inf
6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析
系统较正前的开环系统的奈奎斯特图：nyquist(G)
系统校正后的开环系统的奈奎斯特图：
由图可得，奈氏曲线不能将（-1，j0）点包围，故系统是稳定的。
7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）
1.超前校正的目的是改善系统的动态性能,实现在系统静态性能不受损的前提下,提高系统的动态性能.通过加入超前校正环节,利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度,改变系统的开环频率特性.一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点.
2.滞后校正通过加入滞后校正环节,使系统的开环增益有较大幅度增加,同时又使校正后的系统动态指标保持原系统的良好状态.它利用滞后校正环节的低通滤波特性,在不影响校正后系统低频特性的情况下,使校正后系统中高频段增益降低,从而使其穿越频率前移,达到增加系统相位裕度的目的.
8、总结
通过本次设计，巩固了课堂上所学到的知识，熟练的掌握了控制系统稳定性、稳态性能、动态性能的各种分析方法，加深了对控制原理有关知识的理解和应用。 基本掌握了MATLAB 软件的有关功能和使用方法。学会使用MATLAB 软件进行系统性能分析，了解了MATLAB 几个工具箱的使用方法，并能应用来解决一些问题。通过本次课程设计，了解了有关课程设计的相关内容，锻炼了运用所学知识解决实际问题的能力。使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
参考文献
[1] 刘丁.自动控制原理(第2版). 北京.机械工业出版社，2016.5 [2] 曹戈.MATLAB 教程及实训(第2版). 北京.机械工业出版社，
2013.8
自动控制原理实验指导书
实验一 控制系统典型环节的模拟 一、 实验目的 1、掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路 2、测量典型环节的阶跃响应曲线 3、通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响 二、 实验仪器 1、自控原理电子模拟实验箱一台 2、电脑一台（虚拟示波器） 3、万用表一只 三、 实验原理 以运算放大器为核心元件，由其不同的R-C 输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图1-1所示。图中Z1和Z2为复数阻抗，它们都是由R 、C 构成。 基于图中A 点的电位为虚地，略去流入运放的电流，则由图1-1得： 1 20)(Z Z U U s G i =-= （1） 由上式可求得由下列模拟电路组成的典型环节的 传递函数及其单位阶跃响应。 1、比例环节 比例环节的模拟电路如图1-2所示： 图1-1、运放的反馈连接 1 2 12)(R R Z Z s G == （2） 图1-2 比例环节 取参考值K R 1001=，K R 2002=；或其它的阻值。 2、惯性环节 惯性环节的模拟电路如图1-3所示： 1 11/1/)(21212212+= +?=+==TS K CS R R R R CS R CS R Z Z s G （3）
图1-3 惯性环节 取参考值K R 1001=，K R 1002=，uF C 1=。 3、积分环节 积分环节的模拟电路如图1-4所示： TS RCS R CS Z Z s G 1 11)(12==== （4） 图1-4 积分环节 取参考值K R 200=，uF C 1=。 4、比例积分环节 积分环节的模拟电路如图1-5所示： )11()11(11/1)(2212112121212S T K CS R R R CS R R R CS R CS R R CS R Z Z s G +=+?=+=+=+== （5） 图1-5 比例积分环节 取参考值K R 2001=，K R 4002=，uF C 1=。 5、比例微分环节 比例微分环节的模拟电路如图1-6所示：
哈工大自控课设
Harbin Institute of Technology 自动控制原理 课程设计 课程名称：自动控制原理 设计题目：红外干扰分离系统 院系：航天学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师：金晶林玉荣 设计时间：
自动控制原理课程设计任务书 姓 名： 院 （系）：航天学院 专 业：自动化 班 号： 任务起至日期： 年3月2日 ——年3月16日 课程设计题目：红外干扰分离系统 1. 已知控制系统的固有传递函数（或框图）如下：（红外干扰分离系统） )127.0(22 )(+= S S S G M =)(1S H 1)(=S H 系统存在一个正弦干扰力矩 t A S F ωsin )(=: A=0~5，f=0~8 2．性能指标 （1）开环放大倍数K ≥ （2）剪切频率 ≤≤c ω （3）相位裕度≥γ （4）谐振峰值M γ= （5）超调量p σ≤25% （6）过渡过程时间ms t s 25≤ （7）角速度s rad /2.0max =? θ （8）角加速度2max /8.0s rad =? ?θ （9）稳态误差mrad e ss 15.0≤ 3.设计要求与步骤 （1）设计系统，满足性能指标。 （2）人工设计 利用半对数坐标纸手工绘制系统校正前后及校正装置的Bode 图，并确定出校正装置的传递函数。验算校正后系统是否满足性能指标要求。
目录 1. 人工设计 (5) 1.1固有环节的分析 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.2性能指标的计算 ...................................................... 错误!未定义书签。 2.校正环节的设计................................................................. 错误!未定义书签。 2.1校正环节的分析 ...................................................... 错误!未定义书签。 2.2串联迟后环节的设计 .............................................. 错误!未定义书签。 2.3串联超前环节的设计 .............................................. 错误!未定义书签。 3.计算机辅助设计................................................................. 错误!未定义书签。 3.1固有环节的仿真 ...................................................... 错误!未定义书签。 3.2串联迟后校正的仿真 .............................................. 错误!未定义书签。 3.3串联超前环节的仿真 .............................................. 错误!未定义书签。 3.4系统的单位阶跃响应仿真 ...................................... 错误!未定义书签。 3.5系统的斜坡信号响应仿真 ...................................... 错误!未定义书签。 4校正环节的电路实现 ......................................................... 错误!未定义书签。 4.1校正环节的传递函数 .............................................. 错误!未定义书签。 4.2确定各环节电路参数 .............................................. 错误!未定义书签。 4.3绘制电路图 .............................................................. 错误!未定义书签。 5设计总结 ............................................................................. 错误!未定义书签。 6心得体会 ............................................................................. 错误!未定义书签。 1. 人工设计 1.1题目分析 由于系统存在正弦干扰力矩，且不可测，是一个不稳定的量，我们不妨将此力矩设定为干扰最大时的正弦信号，即此时干扰为t S F π16sin 5)(=。 同时超调量和过渡过程时间要满足：ms t s p 25%,25≤≤σ。依据经验公式：
1 设计目的 (2) 2 设计容与条件 (2) 2.1 设计容 (2) 2.2 设计条件 (2) 3 滞后校正特性及设计一般步骤 (2) 3.1 滞后特性校正 (2) 3.2滞后校正设计一般步骤 (3) 4 校正系统分析 (3) 4.1校正参数确定 (3) 4.2校正前后系统特征根及图像 (6) 4.3 函数动态性能指标及其图像 (10) 4.4系统校正前后根轨迹及其图像 (11) 4.5 Nyquist图 (12) 4.6 Bode图 (15) 5 设计心得体会 (17) 6 设计主要参考文献 (18)
串联滞后校正装置设计 1、设计目的： 1) 了解控制系统设计的一般方法、步骤。 2) 掌握对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方法。 3) 掌握利用MATLAB 对控制理论容进行分析和研究的技能。 4) 提高分析问题解决问题的能力。 2、设计容与条件： 2.1设计容： 1) 阅读有关资料。 2) 对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。 3) 绘制根轨迹图、Bode 图、Nyquist 图。 4) 设计校正系统，满足工作要求。 2.2设计条件： 已知单位负反馈系统的开环传递函数0 K G(S)S(0.0625S 1)(0.2S 1) = ++， 试用频率法设计 串联滞后校正装置，使系统的相位裕度050γ=，静态速度误差系数1 v K 40s -=，增 益欲度>17dB 。 3、滞后校正特性及设计一般步骤： 3.1滞后特性校正： 滞后校正就是在前向通道中串联传递函数为)(s G c 的校正装置来校正控制系统，)(s G c 的表达式如下所示。 1,11)(<++= a Ts aTs s G c 其中，参数a 、T 可调。滞后校正的高频段是负增益，因此，滞后校正对系统中高频噪声有削弱作用，增强了抗干扰能力。可以利用滞后校正的这一低通滤波所造成的高频衰减特性，降低系统的截止频率，提高系统的相位裕度，以改善系统的暂态性能。 滞后校正的基本原理是利用滞后网络的高频幅值衰减特性使系统截止频率下降，从而使系统获得足够的相位裕度。或者，是利用滞后网络的低通滤波特性，
成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》 名称：单容水箱液位过程控制 班级：2011级自动化过程控制方向 姓名： 学号：
目录 前言 一．过程控制概述 (2) 二．THJ-2型高级过程控制实验装置 (3) 三．系统组成与工作原理 (5) （一）外部组成 (5) （二）输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5) （三）其它模块和功能 (8) 四．调试过程 (9) （一）P调节 (9) （二）PI调节 (10) （三）PID调节 (11) 五．心得体会 (13)
前言 现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求，工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。 首先工程实训首先应面向学生主体群，建设一个有较宽适应面的基础训练基地。通过对基础训练设施的 集中投入，面向全校相关专业，形成一定的规模优势，建立科学规范的训练和管理方法，使训练对象获得机械、 电子基本生产过程和生产工艺的认识，并具备一定的实践动手能力。 其次，工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点，工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求。应以一定的专项投入，建设多层次的综合训练基地，使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时，熟悉综合技术内容，初步建立起“大工程”的意识，受到工业工程和环境保护方面的训练，并具备一定的实用技能。 第三，以创新训练计划为主线，依靠必要的软硬件环境，建设创新教育基地。以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。
东南大学自动化学院 实验报告 课程名称：控制基础 第 4 次实验 实验名称：串联校正研究 院（系）：自动化学院专业：自动化 姓名：徐丽娜学号：08011308 实验室：416 实验组别： 同组人员：刘燊燊实验时间：2013年12月20日评定成绩：审阅教师：
一、实验目的： （1）熟悉串联校正的作用和结构 （2）掌握用Bode图设计校正网络 （3）在时域验证各种网络参数的校正效果 二、实验原理： （1）校正的目的就是要在原系统上再加一些由调节器实现的运算规律，使控制系统满足性能指标。 由于控制系统是利用期望值与实际输出值的误差进行调节的，所以，常常用“串联校正”调节方法，串联校正在结构上是将调节器Gc(S)串接在给定与反馈相比误差之后的支路上，见下图。 设定校正网络Gc(S) 被控对象H(S) 实际上，校正设计不局限这种结构形式，有局部反馈、前馈等。若单从稳定性考虑，将校正网络放置在反馈回路上也很常见。 （2）本实验取三阶原系统作为被控对象，分别加上二个滞后、一个超前、一个超前-滞后四种串联校正网络，这四个网络的参数均是利用Bode图定性设计的，用阶跃响应检验四种校正效果。由此证明Bode图和系统性能的关系，从而使同学会设计校正网络。 三、实验设备： THBDC-1实验平台 THBDC-1虚拟示波器 四、实验线路： 五、实验步骤：
（1）不接校正网络，即Gc(S)=1，如总图。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释； （2）接人参数不正确的滞后校正网络，如图4-2。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释； （3）接人参数较好的滞后校正网络，如图4-3。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释； （4）接人参数较好的超前校正网络，如图4-4。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释； （5）接人参数较好的混合校正网络，如图4-5，此传递函数就是工程上常见的比例-积分-微分校正网络，即PID 调节器。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释； 六、预习与回答： （1） 写出原系统和四种校正网络的传递函数，并画出它们的Bode 图，请预先得出各种校正后的阶跃响 应结论，从精度、稳定性、响应时间说明五种校正网络的大致关系。 （2） 若只考虑减少系统的过渡时间，你认为用超前校正还是用滞后校正好？ （3） 请用简单的代数表达式说明用Bode 图设计校正网络的方法 七、报告要求： （1）画出各种网络对原系统校正的BODE 图，从BODE 图上先得出校正后的时域特性，看是否与阶跃响应曲线一致。 （2）为了便于比较，作五条阶跃曲线的坐标大小要一致。 八、预习题回答 一、 预习思考 （1）写出原系统和四种校正网络的传递函数，并画出它们的Bode 图，请预先得出各种校正后的阶跃响应结论，从精度、稳定性、响应时间说明五种校正网络的大致关系。 答：原系统开环传递函数：)1051.0)(1094.0)(12.0(2 .10)(+++=s s s s G 原系统的Bode 图：
自动控制原理本科教学要求 自动控制专业的自动控制原理课程包括自动控制原理Ⅰ和现代控制理论两部分，分两个学期讲授。 《自动控制原理I》教学大纲 课程编号：T1043010 课程中文名称：自动控制原理 课程英文名称： Automatic Control Theory 总学时： 100 讲课学时：88 实验学时：16 习题课学时：0 上机学时： 学分：6.0 授课对象：自动控制专业本科生 先修课程：电路原理、电子技术和电机方面的有关课程；复变函数和线性代数 教材：《自动控制原理》（第三版）李友善主编，国防工业出版社，2005年 参考书：《自动控制原理》（第四版）胡寿松主编，科学出版社，2001年 《Linear Control System Analysis and Design》（第四版）清华大学出版社，2000年 一、课程教学目的： 自动控制原理是控制类专业最重要的一门技术基础课。这门课主要讲解自动控制的基本理论、自动控制系统的分析方法与设计方法。 本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。掌握分析与综合线性控制系统的三种方法：时域法、根轨迹法和频率法。掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。了解非线性控制系统的分析和综合方法。建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。 通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。结合各种实践环节，进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、飞行器控制、智能控制、导航与制导、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节，因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。 二、教学内容及基本要求 第一章控制系统的一般概念（2学时） 本课程的目的及讲授内容，自动控制的基本概念和自动控制系统，开环控制与闭环控制，控制系统的组成，控制系统的基本要求。 第二章控制系统的数学模型（12学时） 控制系统微分方程的建立，传递函数的基本概念和定义，传递函数的性质，基本环节及传递函数，控制系统方框图及其绘制，方框图的变换规则，典型系统的方框图与传递函数，方框图的化简，用梅森增益公式化简信号流图。 第三章线性系统的时域分析（14学时） 典型输入信号，一阶系统的瞬态响应，线性定常系统的重要性质，二阶系统的标准型及其特点，二阶系统的单位阶跃响应，二阶系统的性能指标，二阶系统的脉冲响应，二阶系统的单位速度响应，初始条件不为零时二阶系统的过渡过程。 闭环主导极点的概念，高阶系统性能指标的近似计算。稳定的基本概念和定义，线性系统的稳定条件，劳斯稳定判据。控制系统的稳态误差，稳态误差的计算：泰勒级数法和长除法，控制系统的无静差度，用终值定理计算稳态误差，减小稳态误差的方法 第四章根轨迹法（12学时） 控制系统的根轨迹，绘制根轨迹的基本规则，控制系统的根轨迹分析，参数根轨迹，闭环系统的零极点分布域性能指标 第五章线性系统的频域分析（14学时） 频率特性的概念，典型环节频率特性的极坐标图表示，典型环节频率特性的对数坐标图表示，开环系统的对数频率特性，最小相位系统。v=0、1、2时开环系统的极坐标图，Nyquist稳定判据，用开环系统的Bode图判定闭环系统的稳定性，控制系统的相对稳定性。控制系统的性能指标，二阶系统性能指标间的关系，高阶系统性能指标间的关系，开环对数频率特性和性能指标的关系。 第六章控制系统的综合与校正（14学时） 控制系统校正的基本方法，基本控制规律。相位超前校正网络，用频率特法确定相位超前校正参数，按根轨迹法确定相位超前校正参数。相位滞后网络，用频率特性法确定相位滞后校正参数，按根轨迹法确定相位滞后校正参数。相位滞后-超前校正网络，控制系统的期望频率特性，控制系统的固有频率特性，根据期望频率特性确定串联校正参数。
成绩 课程设计报告 题目控制系统的设计与校正 课程名称自动控制原理课程设计 院部名称机电工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 10电气(1) 学生姓名董天宠 学号 1004103037 课程设计地点 C306 课程设计学时 1周 指导教师陈丽换 金陵科技学院教务处制
目录 一、设计目的 (3) 二、设计任务与要求 (3) 三、设计方案 (4) 四、校正函数的设计 (4) 4.1、校正前系统特性 (4) 4.2、利用MATLAB语言计算出超前校正器的传递函数 (6) 4.3校验系统校正后系统是否满足题目要求 (7) 五、函数特征根的计算 (8) 5.1校正前 (8) 5.2校正后 (9) 六、系统动态性能分析 (10) 6.1 校正前单位阶跃响应 (10) 6.2校正前单位脉冲响应 (11) 6.3校正前单位斜坡信号 (14) 七、校正后动态性能分析 (14) 7.1 校正后单位阶跃响应 (15) 7.2 校正后单位冲击响应 (15) 7.3 校正后单位斜坡响应 (16) 八、系统的根轨迹分析 (17) 8.1、校正前根轨迹分析 (17) 8.2、校正后根轨迹分析 (19) 九、系统的奈奎斯特曲线分析 (21) 9.1校正前奈奎斯特曲线分析 (21) 9.2 校正后奈奎斯特曲线分析 (22) 设计小结 (23) 参考文献 (24)
1.设计目的 1）掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性 能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。 2）学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试。 2.设计任务与要求 已知单位负反馈系统的开环传递函数0 K G(S)S(0.1S 1)(0.001S 1) = ++， 试用频率法设计串联超前校正装置，使系统的相位裕度 045γ≥，静态速度误差系数1v K 1000s -= 1）首先， 根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正，使其满足工作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数，校正装置的参数T ，α等的值。 2)利用MATLAB 函数求出校正前与校正后系统的特征根，并 判断其系统是否稳定，为什么? 3)利用MATLAB 作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线，单位阶跃响应曲线，单位斜坡响应曲线，分析这三种曲线的关系？求出系统校正前与校正后的动态性能指标 σ%、tr 、tp 、ts 以及稳态误差的值，并分析其有何变化？
自控理论实验指导书 录目 . 1 ..…硬件资源………………………………………..……… 4 ..…………………………………..……………软件的使用6 ………………………………………………实验系统部分.. . 6 …………典型环节及其阶跃响应实验一 .. 8 二阶系统阶跃响应……………………实验二 . 10 …. 连续系统串联校正…………………实验三 1 自控理论实验指导书
硬件资源第一章 （可打印机AD/DA采集卡、自动控制原理实验箱、EL-AT-III型实验系统主要由计算机、，其中计算机根据不同的实验分别起信号产生、测量、显示、系统控制和数1选）组成如图据处理的作用，打印机主要记录各种实验数据和结果，实验箱主要构造被控模拟对象。 显示器 实验箱电路卡AD/DA 计算机打印机 1 实验系统构成图 2：实验箱面板如图 实验箱面板图2 下面主要介绍实验箱的构成：系统电源一、系统采用高性能开关电源作为系统的工作电源，其主要技术性能指标为：AC 220V 1．输入电压：12V/0.5A,-12V/0.5A,+5V/2A /电流：＋2．输出电压22W ．3输出功率： 54．工作环境：－℃～＋℃。40 2 自控理论实验指导书 二、 AD/DA采集卡 AD/DA采集卡如图3采用CYGNAL的C8051F410/2芯片做为主控芯片，负责数据采集和USB通信，AD采样位数为12位，采样率最大为10MHz。DA转换位数为12位。 AD/DA采集卡有两路输出（DA1、DA2）和两路输入（AD1、AD2），其输入和输出电压均为－5V～+5V。
图3 AD/DA采集卡 三、实验箱面板 实验箱面板主要由以下几部分构成： 1．实验模块 本实验系统有八组由放大器、电阻、电容组成的实验模块。每个模块中都有一个由UA741构成的放大器和若干个电阻、电容。这样通过对这八个实验模块的灵活组合便可构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统。 2．二极管，电阻、电容、二极管区 这些区域主要提供实验所需的二极管、电阻和电容。 3．AD/DA卡输入输出模块 该区域是引出AD/DA卡的输入输出端，一共引出两路输出端和两路输入端，分别是DA1、DA2，AD1、AD2。有一个按钮复位，按下一次对AD/DA卡进行一次复位。20针的插座用来和控制对象连接。 4．电源模块 电源模块有一个实验箱电源开关，有四个开关电源提供的DC电源端子，分别是＋12V、-12V、+5V、GND，这些端子给外扩模块提供电源。 5．变阻箱、变容箱模块 变阻箱、变容箱是本实验系统的一个突出特点，只要按动数字旁边的“＋”、“－”按钮便可调节电阻电容的值，而且电阻电容值可以直接读出。 3 自控理论实验指导书
武汉工程大学实验报告 专业自动化班号 组别指导教师陈艳菲姓名同组者
三、实验结果分析 1．开环传递函数为) 1(4 )(+= s s s G 的系统的分析及其串联超前校正： （1）取K=20，绘制原系统的Bode 图： 源程序代码及Bode 图： num0=20; den0=[1,1,0]; w=0.1:1000; [gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0); [mag1,phase1]=bode(num0,den0,w); [gm1,pm1,wcg1,wcp1] margin(num0,den0) grid; 运行结果： ans = Inf 12.7580 Inf 4.4165 分析： 由结果可知，原系统相角裕度r=12.75800，c ω=4.4165rad/s ，不满足指标要求， 系统的Bode 图如上图所示。考虑采用串联超前校正装置，以增加系统的相角裕度。 确定串联装置所需要增加的超前相位角及求得的校正装置参数。 ),5,,45(0000c m c Φ=Φ=+-=Φ令取为原系统的相角裕度εγγεγγ m m ??αsin 1sin 1-+= 将校正装置的最大超前角处的频率 作为校正后系统的剪切频率 。则有： α ωωω1)(0)()(lg 2000=?=c c c c j G j G j G 即原系统幅频特性幅值等于 时的频率，选为c ω。 根据m ω=c ω ，求出校正装置的参数T 。即α ωc T 1 = 。 （2）系统的串联超前校正：
源程序代码及Bode图： num0=20; den0=[1,1,0]; w=0.1:1000; [gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0); [mag1,phase1]=bode(num0,den0,w); [gm1,pm1,wcg1,wcp1] margin(num0,den0) grid; e=5; r=50; r0=pm1; phic=(r-r0+e)*pi/180; alpha=(1+sin(phic))/(1-sin(phic)); [il,ii]=min(abs(mag1-1/sqrt(alpha))); wc=w( ii); T=1/(wc*sqrt(alpha)); numc=[alpha*T,1]; denc=[T,1]; [num,den]=series(num0,den0,numc,denc); [gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den); printsys(numc,denc) disp('校正之后的系统开环传递函数为:'); printsys(num,den) [mag2,phase2]=bode(numc,denc,w); [mag,phase]=bode(num,den,w); subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'--',w,20*log10(mag2),'-.'); grid; ylabel('幅值(db)'); title('--Go,-Gc,GoGc'); title(['校正前：幅值裕量=',num2str(20*log10(gm1)),'db','相位裕量=',num2str(pm1),'0']); subplot(2,1,2); semilogx(w,phase,w,phase1,'--',w,phase2,'-',w,(w-180-w),':'); grid; ylabel('相位(0)'); xlabel('频率(rad/sec)'); title(['校正后：幅值裕量=',num2str(20*log10(gm)),'db','相位裕量=',num2str(pm),'0']); 运行结果： ans = Inf 12.7580 Inf 4.4165 num/den = 0.31815 s + 1
摘要 在过程工业中被控制量通常有以下四种: 液位、压力、流量、温度。而液位不仅是工业过程中常见的参数，且便于直接观察，也容易测量。过程时间常数一般比较小。以液位过程构成实验系统,可灵活地进行组态，实施各种不同的控制方案。液位控制装置也是过程控制最常用的实验装置。国外很多实验室有此类装置，如瑞典LUND大学等。很多重要的研究报告、模拟仿真均出自此类装置! 本次设计也是基于这套水箱液位控制装置来实现的。这套系统由多个水箱，液位检测变送器，电磁流量计，涡轮流量计，自动调节阀，控制面板等喝多器件构成。 液位控制的发展从七十年代到九十年代经历了几个阶段，控制理论由经典控制理论到现代控制理论，再到多学科交叉；控制工具由模拟仪表到DCS，再到计算机网络控制；控制要求与控制水平也由原来的简单、安全、平稳到先进、优质、低耗、高产甚至市场预测、柔性生产。而其中应用最广泛的就是PID 控制器。 这次首先是用一天半的时间让我们熟悉各种建模的方法。学会建立了最初的四种模型。接着后几天就是开始熟悉各种控制系统，以及运用它们去控制水箱的液位，从而更加深刻的理解控制的概念。并且在过程中，要熟练学会调整PID的参数，学会使用MATLAB等。 关键词：水箱液位 PID控制前馈控制 一. 设计题目 双容水箱液位前馈—反馈控制系统设计 二. 设计任务 如图所示双容水箱液位系统，由水泵1、2分别通过支路1、2向上水箱注水，在支路一中通过变频器对下水箱液位施加干扰，支路二则设置调节阀为保持下水箱液位恒定。试设计前馈—反馈控制系统以维持下水箱液位的恒定。 2 图1 双容水箱液位控制系统示意图
三. 设计要求 设上、下水箱系统均以进水量为输入、水箱水位高度为输出，且均可用一阶惯性环节近似，其中上水箱系统的稳态增益为2，惯性时间常数为10；下水箱系统稳态增益为1，惯性时间常数为96。两水箱串联工作。 1）当只有第二支路向上水箱注水时，试对该双容水箱液位系统的动态特性进行仿真，并画出相应的单位阶跃响应曲线。若用一阶惯性环节对该双容对象加以近似，试用作图法确定相应的模型参数，并比较新建模型与原模型的单位阶跃响应。2）当第二支路投运10s后，第一支路由变频器控制向上水箱注水施加干扰，干扰量位均值为0、方差为0.01的白噪声，试对该双容水箱液位系统在此种情况下的动态过程进行仿真； 3）针对双容水箱液位系统设计单回路控制，要求画出控制系统方框图，并分别对控制系统在有、无干扰作用下的动态过程进行仿真，其中PID参数的整定要求写出整定的依据（选择何种整定方法，P、I、D各参数整定的依据如何），对仿真结果进行评述； 4）针对该受扰的液位系统设计前馈—反馈控制，要求画出控制系统方框图及实施方案图，对控制系统的动态过程进行仿真，并对仿真结果进行评述。 四、设计报告 1)设计任务分析（包括系统建模、单回路控制以及前馈—反馈控制方案的理论 比较）； 1.系统建模基本方法有机理法建模和测试法建模两种，机理法建模主要 用于生产过程的机理已经被人们充分掌握，并且可以比较确切的加以数学描述的情况；测试法建模是根据工业过程的实际情况对其输入输出进行某些数学处理得到，测试法建模一般较机理法建模简单，特别是在一些高阶的工业生产对象。对于本设计而言，由于双容水箱的数学模型已知，故采用机理建模法。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：自动控制原理课程设计 设计题目：控制系统的设计与仿真 院系：航天学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师：王松艳、晁涛 设计时间：2016年3月 哈尔滨工业大学
目录 课程设计任务书............................................................................................. 错误！未定义书签。 1、题目要求与分析 (3) 1.1 题目要求 (3) 1.2 题目分析 (3) 2、人工设计 (4) 2.1 局部反馈校正和积分环节的设计及计算 (4) 2.1.1局部反馈校正 (4) 2.1.2积分环节的设计和计算 (5) 2.2 串联超前校正环节的计算 (6) 2.2.1第一次超前校正 (7) 2.2.2第二次超前校正 (8) 2.2.3第三次超前校正 (9) 3、计算机辅助设计 (10) 3.1 被控对象仿真 (10) 3.1.1被控对象开环Simulink模型图 (10) 3.1.2 被控对象开环Bode图 (11) 3.2 校正后的系统仿真 (11) 3.2.1校正后的开环Simulink模型图 (11) 3.2.2校正后的开环Bode图 (12) 3.3 对校正后闭环系统仿真 (12) 3.3.1 校正后的闭环Simulink模型图 (12) 3.3.2 单位阶跃响应仿真曲线 (13) 3.3.3 系统的进一步优化 (13) 4、校正装置电路图 (14) 4.1反馈校正环节实现电路 (14) 4.2积分环节和超前校正环节实现电路 (15) 5、设计总结 (16) 5.1 设计结论 (16) 5.2 设计方法 (17) 6、心得体会 (17)
成绩： 自动控制原理 课程设计报告 学生姓名：黄国盛 班级：工化144 学号：201421714406 指导老师：刘芹 设计时间：2016.11.28-2016.12.2
目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10)
1.设计任务与要求 题目2：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。 任务：用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性能 指标： （1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差0.05ss e rad <； （2）系统校正后，相位裕量45γ> 。 （3）截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益 由稳态误差要求得：20≥K ，取20=K ；得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线 图2.2.1-1校正前系统的Bode 图
《过程控制系统设计》课程设计报告 姓名: 学号: XXXXXX 班级: XXXXXXXX 指导老师: 设计时间:2014年 1月 11日 ~1月 15日 第一部分双容水箱液位串级 PID 控制实物实验时间:同组人: 一、实验目的 1、进一步熟悉 PID 调节规律 2、学习串级 PID 控制系统的组成和原理 3、学习串级 PID 控制系统投运和参数整定 二、实验原理(画出“ 系统方框图” 和“ 设备连接图” 1、实验设备:四水箱实验系统 DDC 实验软件、四水箱实验系统 DDC 实验软件 2、原理说明: 控制系统的组成及原理 一个控制器的输出用来改变另一个控制器的设定值,这样连接起来的两个控制器称为“串级” 控制器。两个控制器都有各自的测量输入, 但只有主控制器具有自己独立的设定值, 只有副控制器的输出信号送给被控对象, 这样组成的系统称为串级控制系统。本仿真系统的双容水箱串级控制系统如下图 1所示:
图 1 双容水箱串级控制系统框图 串级控制器术语说明 主变量:y1称主变量。使它保持平稳使控制的主要目的 副变量:y2称副变量。它是被控制过程中引出的中间变量 主对象:下水箱;副对象:上水箱 主控制器:PID 控制器 1,它接受的是主变量的偏差 e1,其输出是去改变副控制器的设定值副控制器:PID 控制器 2,它接受的是副变量的偏差 e2,其输出去控制阀门 主回路:若将副回路看成一个以主控制器输出 r2为输入,以副变量 y2为输出的等效环节, 则串级系统转化为一个单回路,即主回路。 副回路:处于串级控制系统内部的,由 PID 控制器 2和上水箱组成的回路 串级控制系统从总体上看, 仍然是一个定值控制系统, 因此, 主变量在干扰作用下的过渡过程和单回路定值控制系统的过渡过程具有相同的品质指标。但是串级控制系统和单回路系统相比, 在结构上从对象中引入一个中间变量(副变量构成了一个回路,因此具有一系列的特点。串级控制系统的主要优点有:
实验一 控制系统典型环节的模拟 一、 实验目的 1．熟悉超低频扫描示波器的使用方法 2．掌握用运放组成控制系统典型环节的电子模拟电路 3．测量典型环节的阶跃响应曲线 4．通过本实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响 二、 实验仪器 1．控制理论电子模拟实验箱一台 2．超低频慢扫描示波器一台 3．万用表一只 三、 实验原理 以运算放大器为核心元件，由其不同的输入R-C 网络和反馈R-C 网络构成控制系统的 各种典型环节 。 四、 实验内容 1．画出比例、惯性、积分、微分和振荡环节的电子模拟电路图。 2．观察并记录下列典型环节的阶跃响应波形。 1) 1)(1=s G 和2)(2=s G 2） S s G 1)(1= 和S s G 5.01)(2= 3） S s G +=2)(1 和S s G 21)(2+= 4） 11)(1+=S s G 和1 5.01 )(2+=S s G 5） 1 21)(2++= S S s G 五、 实验报告要求 1．画出五种典型环节的实验电路图，并注明参数。
2．测量并记录各种典型环节的单位阶跃响应，并注明时间坐标轴。 3．分析实验结果，写出心得体会。 六、 实验思考题 1．用运放模拟典型环节是是时，其传递函数是在哪两个假设条件下近似导出的？ 2．积分环节和惯性环节主要差别是什么?在什么条件下,惯性环节可以近似地视为积分环节?在什么条件下，又可以视为比例环节？ 3．如何根据阶跃响应的波形，确定积分环节和惯性环节的时间常数。 实验二 一阶系统的时域响应及参数测定 一、 实验目的 1．观察一阶系统在阶跃和斜坡输入信号作用下的瞬态响应。 2．根据一阶系统的阶跃响应曲线确定一阶系统的时间常数。 二、 实验仪器 1．控制理论电子模拟实验箱一台。 2．双踪低频慢扫描示波器一台。 3．万用表一只。 三、实验原理 图2-1为一阶系统的方框图。 它的闭环传递函数为 1 1 )()(+=TS s R s C 令1)(=t r ，即S s R 1)(= ， 则其输出为 图2-1
学号： 课程设计 单级移动倒立摆建模及串联超前题目 校正 学院自动化学院 专业自动化专业 班级自动化0904班 姓名小白牙 指导教师 2012 年 1 月 4 日
课程设计任务书 学生姓名： 小白牙 专业班级： 自动化0904班 指导教师： 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 单级移动倒立摆建模及串连超前校正 初始条件： 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求） 1、 研究该装置的非线性数学模型，并提出合理的线性 化方法，建立该装置的线性数学模型－传递函数（以u 为输入， θ为输出） ； 2、 要求系统输出动态性能满足,1%,3.4%s t s ≤≤σ试设 计串连超前校正装置。 3、 用Matlab 对校正后的系统进行仿真分析，比较校正装置加在线性化前的模型上和线性化后的模型上的时域相应有何区别，并说明原因。 时间安排： 任务 时间（天） 审题、查阅相关资料 1.5 分析、计算 2.5 编写程序 2.5 撰写报告 1 图示为一个倒立摆装置，该装置包含一个小车和一个安装在小车上的倒立摆杆。由于小车在水平方向可适当移动，因此，控制小车的移动可使摆杆维持直立不倒。 2/10,1,1.0,1s m g m l kg m kg M ====
指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要 (4) 1.单级移动倒立摆系统建模 (5) 1.1非线性化数学模型 (5) 1.2 线性化数学模型 (7) 2.倒立摆系统的串联超前校正 (9) 2.1未校正系统的输出动态性能 (9) 2.2 倒立摆系统的串联超前校正 (10) 2.3校正后系统的输出动态性能 (14) 3 .校正前系统与校正后系统的比较 (15) 3.1 校正前系统的仿真 (15) 3.2 校正后系统的仿真 (17) 3.3 校正前系统与校正后系统的比较 (18) 心得与体会 (20) 参考文献 (21) 本科生课程设计成绩评定表 (22)
实验一 典型环节的时域响应 一、实验目的 1、掌握典型环节模拟电路的构成方法、传函及输出时域函数的表达式。 2、掌握各典型环节的特征参数的测量方法。 3、熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。 二、实验设备 Pc 机一台，TD-ACC+教学实验系统一套 三、实验原理及内容 1、比例环节 1）结构框图 图1-1 比例环节的结构框图 2）传递函数 K S R S C =) ()( 3）阶跃响应 K t C =)( )0(≥t 其中 01/R R K = 4）模拟电路 图1-2 比例环节的模拟电路图 注：图中运算放大器的正相输入端已经对地接了100k 电阻。不需再接。
2、积分环节 1）结构框图 图1-3 积分环节的结构框图 2）传递函数 TS S R S C 1 )()(= 3）阶跃响应 t T t C 1 )(= )0(≥t 其中 C R T 0= 4）模拟电路 图1-4 积分的模拟电路图 3、比例积分环节 1）结构框图 图1-5 比例积分环节的结构框图
2）传递函数 TS K S R S C 1)()(+= 3）阶跃响应 t T K t C 1)(+= )0(≥t 其中 01/R R K = ；C R T 0= 4）模拟电路 图1-6 比例积分环节的模拟电路图 4、惯性环节 1）结构框图 图1-7 惯性环节的结构框图 2）传递函数 C(S)R(S)=1TS +1 3）阶跃响应 )1()(/T t e K t C --= 其中 01/R R K = ；C R T 1= 4）模拟电路 图1-8 惯性环节的模拟电路图
四、实验步骤 1、按图1-2比例环节的模拟电路图将线接好。检查无误后开启设备电源。 2、将信号源单元的“ST ”端插针与“S ”端插针用“短路块”。将信号形式开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT ”端输出的方波幅值小于5V ，周期为10s 左右。 3、将方波信号加至比例环节的输入端R （t ），用示波器的“CH1”和“CH2” 表笔分别监测模拟电路的输入R （t ）端和输出C(t)端。记录实验波形及结果。 4、用同样的方法分别得出积分环节、比例积分环节、惯性环节对阶跃信号的实际响应曲线。 5、再将各环节实验参数改为如下： 比例环节： k R 2000=，k R 2001=。 积分环节： k R 2000=，u C 2= ； 比例积分： k R 1000=，k R 2001=，u C 2= ； 惯性环节： k R R 20010==；u C 2= 。 6、 重复步骤3。 五、实验报告要求 1、将各环节的阶跃响应曲线画在实验报告上，标明输入信号的幅值、输出 响应曲线的时间和幅值。分析参数变化对响应曲线的影响。 2、理论计算比例放大倍数K 、积分时间常数T 、惯性时间常数T 的值与实 际测量值进行验证。 六、思考题 1、由运算放大器组成的各种环节的传递函数是在什么条件下推导出的？ 2、实验电路中串联的后一个运放的作用？若没有则其传递函数有什么差 别？ 3、惯性环节在什么条件下可以近似为比例环节？而在什么条件下可以近似为积分环节？