自动化控制实验报告(DOC 43页)

自动控制原理实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过实际操作，加深对自动控制原理的理解，掌握PID控制器的调节方法，并验证PID控制器的性能。

二、实验原理。

PID控制器是一种常见的控制器，它由比例环节（P）、积分环节（I）和微分环节（D）三部分组成。

比例环节的作用是根据偏差的大小来调节控制量的大小；积分环节的作用是根据偏差的累积值来调节控制量的大小；微分环节的作用是根据偏差的变化率来调节控制量的大小。

PID控制器通过这三个环节的协同作用，可以实现对被控对象的精确控制。

三、实验装置。

本次实验所使用的实验装置包括PID控制器、被控对象、传感器、执行机构等。

四、实验步骤。

1. 将PID控制器与被控对象连接好，并接通电源。

2. 调节PID控制器的参数，使其逐渐接近理想状态。

3. 对被控对象施加不同的输入信号，观察PID控制器对输出信号的调节情况。

4. 根据实验结果，对PID控制器的参数进行调整，以达到最佳控制效果。

五、实验结果与分析。

经过实验，我们发现当PID控制器的比例系数较大时，控制效果会更为迅速，但会引起超调；当积分系数较大时，可以有效消除稳态误差，但会引起响应速度变慢；当微分系数较大时，可以有效抑制超调，但会引起控制系统的抖动。

因此，在实际应用中，需要根据被控对象的特性和控制要求，合理调节PID控制器的参数。

六、实验总结。

通过本次实验，我们深刻理解了PID控制器的工作原理和调节方法，加深了对自动控制原理的认识。

同时，我们也意识到在实际应用中，需要根据具体情况对PID控制器的参数进行调整，以实现最佳的控制效果。

七、实验心得。

本次实验不仅让我们在理论知识的基础上得到了实践锻炼，更重要的是让我们意识到掌握自动控制原理是非常重要的。

只有通过实际操作，我们才能更好地理解和掌握知识，提高自己的实际动手能力和解决问题的能力。

八、参考文献。

[1] 《自动控制原理》，XXX，XXX出版社，2010年。

[2] 《PID控制器调节方法》，XXX，XXX期刊，2008年。

自动控制原理实验报告实验目的，通过本次实验，掌握自动控制原理的基本概念和实验操作方法，加深对自动控制原理的理解和应用。

实验仪器与设备，本次实验所需仪器设备包括PID控制器、温度传感器、电磁阀、水槽、水泵等。

实验原理，PID控制器是一种广泛应用的自动控制设备，它通过对比设定值和实际值，根据比例、积分、微分三个控制参数对控制对象进行调节，以实现对控制对象的精确控制。

实验步骤：1. 将温度传感器插入水槽中，保证传感器与水温充分接触；2. 将水泵接通，使水槽内的水开始循环；3. 设置PID控制器的参数，包括比例系数、积分时间、微分时间等；4. 通过调节PID控制器的参数，使得水槽中的水温稳定在设定的目标温度；5. 观察记录PID控制器的输出信号和水温的变化情况；6. 分析实验结果，总结PID控制器的控制特性。

实验结果与分析：经过实验操作，我们成功地将水槽中的水温控制在了设定的目标温度范围内。

在调节PID控制器参数的过程中，我们发现比例系数的调节对控制效果有着明显的影响，适当增大比例系数可以缩小温度偏差，但过大的比例系数也会导致控制系统的超调现象；积分时间的调节可以消除静差，但过大的积分时间会导致控制系统的超调和振荡；微分时间的调节可以抑制控制系统的振荡，但过大的微分时间也会使控制系统的响应变慢。

结论：通过本次实验，我们深入理解了PID控制器的工作原理和调节方法，掌握了自动控制原理的基本概念和实验操作方法。

我们通过实验操作和数据分析，加深了对自动控制原理的理解和应用。

总结：自动控制原理是现代控制工程中的重要内容，PID控制器作为一种经典的控制方法，具有广泛的应用前景。

通过本次实验，我们不仅学习了自动控制原理的基本知识，还掌握了PID控制器的调节方法和控制特性。

这对我们今后的学习和工作都具有重要的意义。

自动控制原理实验报告册院系：班级：学号：姓名：目录实验五采样系统研究 (3)实验六状态反馈与状态观测器 (9)实验七非线性环节对系统动态过程的响应 (14)实验五 采样系统研究一、实验目的1. 了解信号的采样与恢复的原理及其过程，并验证香农定理。

2. 掌握采样系统的瞬态响应与极点分布的对应关系。

3. 掌握最少拍采样系统的设计步骤。

二、实验原理1. 采样：把连续信号转换成离散信号的过程叫采样。

2. 香农定理：如果选择的采样角频率s ω，满足max 2ωω≥s 条件（max ω为连续信号频谱的上限频率），那么经采样所获得的脉冲序列可以通过理想的低通滤波器无失真地恢复原连续信号。

3. 信号的复现：零阶保持器是将采样信号转换成连续信号的元件，是一个低通滤波器。

其传递函数：se Ts--14. 采样系统的极点分布对瞬态响应的影响：Z 平面内的极点分布在单位圆的不同位置，其对应的瞬态分量是不同的。

5. 最小拍无差系统：通常称一个采样周期为一拍，系统过渡过程结束的快慢常采用采样周期来表示，若系统能在最少的采样周期内达到对输入的完全跟踪，则称为最少拍误差系统。

对最小拍系统时间响应的要求是：对于某种典型输入，在各采样时刻上无稳态误差；瞬态响应最快，即过渡过程尽量早结束，其调整时间为有限个采样周期。

从上面的准则出发，确定一个数字控制器，使其满足最小拍无差系统。

三、实验内容1. 通过改变采频率s s s T 5.0,2.0,01.0=，观察在阶跃信号作用下的过渡过程。

被控对象模拟电路及系统结构分别如下图所示：图中，1)(/)()(==z E z U z D ，系统被控对象脉冲传递函数为：T T Ts e z e s s e Z z U z Y z G -----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-==)1(4141)()()( 系统开环脉冲传递函数为：T T w e z e Z G z D z G ----===)1(4)()()(系统闭环脉冲传递函数为：)(1)()(z G z G z w w +=Φ在Z 平面内讨论，当采样周期T 变化时对系统稳定性的影响。

自动化实验报告自动化实验报告一、引言自动化技术作为一种重要的现代科技手段，已经广泛应用于各个领域。

本实验旨在通过对自动化技术的实际应用进行探索和研究，以提高我们对自动化系统的理解和掌握。

二、实验目的本次实验的主要目的是通过设计和搭建一个简单的自动化系统，来实现对某一特定任务的自动化控制。

通过实践操作，我们将学会如何使用传感器、执行器和控制器等元件，以及相应的编程和算法，来实现自动化控制。

三、实验原理在自动化系统中，传感器用于采集环境信息，执行器用于执行相应的动作，而控制器则负责根据传感器的反馈信号来控制执行器的运动。

传感器和执行器之间的信息交互通过控制器来实现。

四、实验步骤1. 硬件准备：选择合适的传感器、执行器和控制器，并将它们连接起来，确保电路连接正确。

2. 软件设置：根据实验要求，配置相应的软件环境，包括编程语言、开发平台等。

3. 传感器采集：通过编程语言调用传感器接口，实时采集环境信息，并将其转换为数字信号。

4. 控制器设计：根据传感器采集到的信息，设计控制算法，以实现对执行器的精确控制。

5. 执行器控制：通过编程语言调用执行器接口，将控制信号发送给执行器，实现相应的动作。

6. 实验数据记录：记录实验过程中的数据和结果，以便后续分析和评估。

五、实验结果经过实验的反复调试和优化，我们成功地实现了对自动化系统的控制。

传感器能够准确地采集环境信息，并将其转换为数字信号，控制器能够根据传感器的反馈信号来实现对执行器的精确控制。

在实验过程中，我们还发现了一些问题，并进行了相应的改进和调整，最终获得了令人满意的结果。

六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了自动化技术的原理和应用。

自动化系统的搭建和控制需要综合运用多种技术手段，包括传感器、执行器、控制器和编程等。

通过实践操作，我们不仅提高了对自动化系统的理解和掌握，还培养了解决问题和创新思维的能力。

七、展望自动化技术在未来将继续发展和应用，为各行各业带来更多的便利和效益。

实验一?控制系统的稳定性分析?一、实验目的?? ?1．观察系统的不稳定现象。

2．研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。

二、实验仪器1．自动控制系统实验箱一台2．计算机一台三、实验内容??? 系统模拟电路图如图?????????????????? 系统模拟电路图其开环传递函数为: ?????????????????????????? G（s）=10K/s(0.1s+1)(Ts+1)式中? K1=R3/R2，R2=100K?，R3=0～500K；T=RC，R=100K?，C=1?f或C=0.1?f 两种情况。

四、实验步骤1.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，将纯积分电容两端连在模拟开关上。

检查无误后接通电源。

2.启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。

3.在实验项目的下拉列表中选择实验三[控制系统的稳定性分析]??? 5.取R3的值为50K?，100K?，200K?，此时相应的K=10，K1=5，10，20。

观察不同R3值时显示区内的输出波形(既U2的波形)，找到系统输出产生增幅振荡时相应的R3及K值。

再把电阻R3由大至小变化，即R3=200k?，100k?，50k?，观察不同R3值时显示区内的输出波形, 找出系统输出产生等幅振荡变化的R3及K值，并观察U2的输出波形。

五、实验数据1模拟电路图2．画出系统增幅或减幅振荡的波形图。

C=1uf时：R3=50K K=5：R3=100K K=10R3=200K K=20：等幅振荡：R3=220k:增幅振荡：R3=220k：R3=260k:C=0.1uf时：R3=50k:R3=100K:R3=200K:。

一、实验目的1. 了解自动化实验系统的基本原理和组成。

2. 掌握自动化实验系统在化学分析中的应用。

3. 分析自动化实验系统在提高实验效率和准确性方面的优势。

二、实验原理自动化实验系统是一种将计算机技术、传感器技术、执行器技术和控制技术相结合的智能化实验设备。

它可以根据预先设定的程序自动完成实验操作，实现对实验过程的实时监控和控制。

在化学分析中，自动化实验系统可以应用于样品前处理、实验操作、数据分析等多个环节，提高实验效率和准确性。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：自动化实验系统、分析天平、离心机、超声波清洗器、分光光度计等。

2. 试剂：标准溶液、待测溶液、缓冲液、洗涤液等。

四、实验步骤1. 样品前处理（1）使用分析天平准确称取一定量的待测样品。

（2）将样品溶解于适当的溶剂中，制成待测溶液。

（3）使用超声波清洗器对样品进行清洗，去除杂质。

2. 自动化实验操作（1）将待测溶液注入自动化实验系统。

（2）系统自动进行样品稀释、加样、反应、测定等操作。

（3）实时监控实验过程，确保实验顺利进行。

3. 数据分析（1）使用分光光度计对实验结果进行测定。

（2）将实验数据输入计算机，进行数据处理和分析。

（3）得出实验结果，并与标准溶液进行比较。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过自动化实验系统进行化学分析，实验结果如下：（1）样品前处理过程中，超声波清洗器对样品的清洗效果良好，杂质去除率达到95%以上。

（2）自动化实验操作过程中，实验结果准确可靠，相对标准偏差小于5%。

（3）数据分析结果显示，待测样品中目标物质含量为XX mg/L。

2. 结果分析（1）自动化实验系统在样品前处理环节提高了实验效率，缩短了实验周期。

（2）自动化实验操作保证了实验的准确性，降低了人为误差。

（3）数据分析功能使实验结果更加直观、易懂。

六、结论通过本次实验，我们了解了自动化实验系统的基本原理和组成，掌握了其在化学分析中的应用。

实验结果表明，自动化实验系统在提高实验效率和准确性方面具有显著优势。

自动控制系统实验报告
《自动控制系统实验报告》
摘要：本实验旨在通过对自动控制系统的实验研究，探讨系统的稳定性、性能和鲁棒性等方面的特性。

通过实验结果的分析和总结，得出了对于自动控制系统设计和优化的一些有益的结论。

1. 引言
自动控制系统是现代工程中的重要组成部分，它能够实现对系统的自动调节和控制，提高系统的稳定性、性能和鲁棒性。

因此，对自动控制系统的研究和实验具有重要意义。

2. 实验目的
本实验旨在通过对自动控制系统的实验研究，探讨系统的稳定性、性能和鲁棒性等方面的特性，为系统设计和优化提供参考依据。

3. 实验内容
本实验采用了XXX控制系统作为研究对象，通过对系统的参数调节和实验数据的采集，分析系统的稳定性、性能和鲁棒性等方面的特性。

4. 实验结果分析
通过实验数据的分析和处理，得出了系统的稳定性较好，在一定范围内能够实现对系统的有效控制；系统的性能表现良好，能够满足实际工程的需求；系统的鲁棒性较强，对外部扰动具有一定的抵抗能力。

5. 结论
通过本实验的研究，得出了对于自动控制系统设计和优化的一些有益的结论，为相关工程应用提供了一定的参考价值。

6. 展望
未来可以进一步深入研究自动控制系统的优化设计和应用，为工程实践提供更为有效的控制方案。

综上所述，通过对自动控制系统的实验研究，得出了一些有益的结论，为相关工程应用提供了一定的参考价值。

希望本实验的研究成果能够为自动控制系统的设计和优化提供一定的指导和帮助。

3.3.1 频域法串联超前校正频域法校正主要是通过对被控对象的开环对数幅频特性和相频特性（波德图）观察和分析实现的。

一．实验目的1．了解和掌握超前校正的原理。

2．了解和掌握利用闭环和开环的对数幅频特性和相频特性完成超前校正网络的参数的计算。

3．掌握在被控系统中如何串入超前校正网络，构建一个性能满足指标要求的新系统的方法。

二．实验内容及步骤1．观测肫控系㻟瘄开环对数幅频特性)(ωL 和相袑特性)(ωϕ，幅值穿越频率ωc ，相位裕度γ，按“校正后系统的相位裕度γ′”要求,设计校正参数，构建校正后系统。

2．观测校正前、后的时域特性擲线，並测量校正后系统的相位裕度γ′、超调量Mp 、峰值时间t P 。

3．改变 “校正后系统的相位裕度γ′”要求,设计校正参数，构建校正后系统，画出其系统模拟电路图和阶跃响应曲线，观测校正后相位裕度γ′、超调量Mp 、峰值时间t P 填入实验报告。

注：在进行本实验前应熟练掌握使用本实验机的二阶系统开环对数幅频特性和相频特性的测试方法。

1）。

未校正系统的时域特性的测试未校正系统模拟电路图见图3-3-1。

本实验将函数发生器（B5）单元作为信号发生器， OUT 输出施加于被测系统的输入端Ui ，观察OUT 从0V 阶跃+2.5V 时被测系统的时域特性。

图3-3-1 未校正系统模拟电路图 实验步骤： 注：‘S ST’ 用“短路套”短接！（1）将函数发生器（B5）单元的矩形波输出作为系统输入R 。

（连续的正输出宽度足够大的阶跃信号)① 在显示与功能选择（D1）单元中，通过波形选择按键选中‘矩形波’（矩形波指示灯亮）。

② 量程选择开关S2置下档，调节“设定电位器1”，使之矩形波宽度≥3秒（D1单元左显示）。

③ 调节B5单元的“矩形波调幅”电位器使矩形波输出电压= 2.5V （D1单元右显示）。

（2）构造模拟电路：按图3-3-1安置短路套及测孔联线，表如下。

（a ）安置短路套 （b ）测孔联线（3）运行、观察、记录：① 运行LABACT 程序，在界面自动控制菜单下的“线性系统的校正和状态反馈”实验项目，选中“线性系统的校正”项，弹出线性系统的校正的界面，点击开始，用虚拟示波器CH1观察系统输出信号。

自动控制实验报告自动控制实验报告「篇一」一、实验目的1、掌握直流稳压电源的功能、技术指标和使用方法；2、掌握任意波函数新号发生器的功能、技术指标和使用方法；3、掌握四位半数字万用表功能、技术指标和使用方法；4、学会正确选用电压表测量直流、交流电压。

二、实验原理（一）GPD—3303型直流稳压电源主要特点：1、三路独立浮地输出（CH1、CH2、FIXED）2、 CH1、CH2稳压值0―32 V，稳流值0―3。

2A3、两路串联（SER/IEDEP），两路并联（PARA/IEDEP）（二）RIGOL DG1022双通道函数/任意波函数信号发生器主要特点1、双通道输出，可实现通道耦合，通道复制2、输出五种基本波形：正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、白噪声，并内置48种任意波形三、实验仪器1、直流稳压电源1台2、数字函数信号发生器1台3、数字万用表1台4、电子技术综合试验箱1台四、实验数据记录与误差分析1、直流电压测量（1）固定电源测量：测量稳压电源固定电压2.5V、3.3V、5V；误差分析：E1=|2.507—2.5|÷2。

5×100%=0.28%E2=|3.318—3。

3|÷3.3×100%=0.55%E3=|5.039—5|÷5×100%=0.78%（2）固定电源测量：测量实验箱的固定电压±5V、±12V、—8V；误差分析：E1=|5.029—5|÷5×100%=0.58%E2=|5.042—5|÷5×100%=0.84%E3=|11.933—12|÷12×100%=0.93%E3=|11.857—12|÷12×100%=0.56%E3=|8.202—8|÷8×100%=2.5%（3）可变电源测量；误差分析：E1=|6.016—6|÷6×100%=0.27%E2=|12.117—12|÷12×100%=0.98% E3=|18.093—18|÷18×100%=0.51%（4）正、负对称电源测量；2、正弦电压（有效值）测量（1）正弦波fs=1kHz；（2）正弦波fs=100kHz；3、实验箱可调直流信号内阻测量4、函数信号发生器内阻（输出电阻）的测量；自动控制实验报告「篇二」尊敬的各位领导、同事：大家好！在过去的一年多里，因为有公司领导的关心和指导，有热心的同事们的努力配合和帮助，所以能较圆满的完成质检部门的前期准备工作和领导交代的其他工作，作为质检专责我的主要工作职责就掌握全厂的工艺，负责全厂的质量工作，审核化验结果，并定期向上级领导做出汇报，编写操作规程并组织实施，编写质量和实验室的管理制度以及实验设备的验收等工作。

一、实验背景随着我国经济的快速发展，自动化技术在工业、农业、交通等领域的应用越来越广泛。

为了提高学生的实践能力，我校组织了自动化实训课程。

本次实验旨在通过实际操作，使学生掌握自动化系统的基本原理、设计方法和调试技巧，提高学生的动手能力和综合素质。

二、实验目的1. 理解自动化系统的基本组成和功能；2. 掌握自动化设备的操作方法；3. 学会自动化系统的设计、调试和优化；4. 提高学生的团队合作能力和沟通能力。

三、实验内容1. 自动化系统基础知识（1）自动化系统组成：传感器、执行器、控制器、通信网络等；（2）自动化设备操作：PLC、变频器、触摸屏等；（3）自动化系统设计方法：流程图、电气原理图、PLC程序编写等；（4）自动化系统调试：系统调试、设备调试、程序调试等。

2. 自动化系统设计与实现（1）确定系统功能：根据实验要求，设计自动化系统功能，如：自动控制、数据采集、报警处理等；（2）选择设备：根据系统功能，选择合适的传感器、执行器、控制器等设备；（3）绘制电气原理图：根据所选设备，绘制电气原理图，确保系统连接正确；（4）编写PLC程序：根据电气原理图，编写PLC程序，实现系统功能；（5）调试与优化：对系统进行调试，确保系统运行稳定，并根据实际情况进行优化。

3. 自动化系统应用案例分析（1）工业生产线自动化：以某生产线为例，分析自动化系统在生产线中的应用；（2）农业自动化：以某农业项目为例，分析自动化系统在农业生产中的应用；（3）交通自动化：以某交通项目为例，分析自动化系统在交通管理中的应用。

四、实验过程1. 理论学习：认真学习自动化系统基础知识，了解自动化设备的操作方法；2. 实验准备：根据实验要求，准备好实验设备和工具；3. 系统设计：根据实验要求，设计自动化系统功能，选择设备，绘制电气原理图；4. 编写程序：根据电气原理图，编写PLC程序，实现系统功能；5. 系统调试：对系统进行调试，确保系统运行稳定；6. 案例分析：分析自动化系统在不同领域的应用，总结经验。

一、实验目的1. 理解自动控制系统的基本概念和组成；2. 掌握自动控制系统的基本分析方法；3. 熟悉自动控制系统的实验操作步骤；4. 分析实验数据，提高对自动控制系统的理解和应用能力。

二、实验原理自动控制系统是一种根据给定输入信号，通过反馈和调节作用，使系统输出信号能够自动跟踪输入信号的系统。

自动控制系统主要由被控对象、控制器和反馈环节组成。

三、实验设备1. 自动控制系统实验箱；2. 数据采集卡；3. 计算机；4. 电源；5. 实验接线板。

四、实验内容1. 自动控制系统组成原理实验；2. 自动控制系统基本分析方法实验；3. 自动控制系统实验操作步骤实验。

五、实验步骤1. 自动控制系统组成原理实验（1）观察实验箱内各模块的连接情况，了解被控对象、控制器和反馈环节的连接方式；（2）按照实验指导书的要求，将实验箱内的模块正确连接；（3）启动实验箱，观察系统运行情况，分析系统组成原理。

2. 自动控制系统基本分析方法实验（1）根据实验指导书的要求，设置实验参数；（2）启动实验箱，进行实验操作；（3）采集实验数据，记录实验结果；（4）分析实验数据，掌握自动控制系统基本分析方法。

3. 自动控制系统实验操作步骤实验（1）按照实验指导书的要求，设置实验参数；（2）启动实验箱，进行实验操作；（3）观察系统运行情况，分析实验操作步骤；（4）记录实验数据，分析实验结果。

六、实验结果与分析1. 自动控制系统组成原理实验实验结果表明，自动控制系统由被控对象、控制器和反馈环节组成，通过反馈和调节作用实现系统输出信号的自动跟踪。

2. 自动控制系统基本分析方法实验实验结果表明，通过实验数据可以分析自动控制系统的稳定性、速度响应、稳态误差等性能指标，从而掌握自动控制系统基本分析方法。

3. 自动控制系统实验操作步骤实验实验结果表明，按照实验指导书的要求进行实验操作，可以顺利完成实验任务，达到实验目的。

七、实验结论1. 通过本次实验，掌握了自动控制系统的基本概念和组成；2. 掌握了自动控制系统基本分析方法；3. 熟悉了自动控制系统的实验操作步骤；4. 提高了分析实验数据、解决实际问题的能力。

自动控制原理实验报告实验目的本次自动控制原理实验的目的是通过对传统反馈控制系统的模拟和实现，了解并掌握基本的控制原理和控制器设计方法，进一步深化对自动控制理论的理解。

实验装置本次实验使用的是一台水位控制系统，该系统由电源、电机、计量储水罐、信号检测器、PID控制器、水泵等组成。

电源将电能转换为机械能，通过水泵将水流入到计量储水罐中，信号检测器对储水罐中的水位进行检测并反馈给PID控制器，PID控制器对信号进行处理并控制电机的转速，从而实现对水位的控制。

实验步骤1. 确定实验参数在进行实验之前，首先需要确定实验的一些参数，如PID控制器的比例系数、积分系数以及微分系数等。

这需要根据具体实验情况进行设定，以确保控制系统具有良好的稳定性和响应能力。

2. 实施控制将水泵开启，令水流入计量储水罐中，同时PID控制器对信号进行处理，调节电机的转速以控制水位。

实验过程中需要注意及时进行系统动态的监控和调整，以确保控制系统的稳定性和故障排除。

3. 结束实验并分析结果实验结束后，需要对实验结果进行分析，包括控制系统的响应速度、稳定性以及对参数的灵敏度等。

通过对实验数据的收集和分析，可以进一步提高对自动控制理论的理解和应用能力。

实验结果分析本次实验中，我们实现了对水位的控制，并对PID控制器的参数进行了设定和调整。

实验结果表明，我们所设计的控制系统具有较好的稳定性和响应能力，并且对参数的灵敏度较高。

同时，通过实验数据的分析，我们也发现了一些问题和不足之处，如控制系统的动态响应速度过慢等，这需要我们在实际应用中加以改进和完善。

结论本次自动控制原理实验通过实现对水位的控制，进一步加深了对自动控制理论的理解，掌握了基本的控制原理和控制器设计方法。

同时，通过实验数据的分析和总结，也为今后在自动控制领域的实际应用提供了一定的参考和指导。

一、实验名称自动控制原理实验二、实验目的1. 熟悉并掌握自动控制原理实验的基本操作和实验设备的使用方法。

2. 通过对典型环节的时域响应、线性系统的矫正等实验，加深对自动控制理论的理解。

3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，提高实验技能。

三、实验原理自动控制原理实验是自动控制专业一门重要的实验课程，旨在通过实验使学生掌握自动控制的基本原理和方法，提高学生的实验技能。

实验主要包括以下内容：1. 典型环节的时域响应：研究比例环节、积分环节、比例积分环节、惯性环节、比例微分环节和比例积分微分环节的时域响应，了解参数变化对动态特性的影响。

2. 线性系统的矫正：通过串联校正、反馈校正和复合控制校正等方法，提高系统的稳定性、快速性和准确性。

四、实验仪器1. PC机一台2. TD-ACC（或TD-ACS）实验系统一套3. 模拟信号发生器4. 示波器5. 万用表五、实验内容及步骤实验一：典型环节的时域响应1. 实验内容：（1）比例环节（2）积分环节（3）比例积分环节（4）惯性环节（5）比例微分环节（6）比例积分微分环节2. 实验步骤：（1）连接实验电路，设置参数；（2）输入阶跃信号，观察并记录输出信号；（3）分析输出信号，比较理想响应与实际响应的差异；（4）改变参数，观察动态特性的变化。

实验二：线性系统的矫正1. 实验内容：（1）串联校正（2）反馈校正（3）复合控制校正2. 实验步骤：（1）根据期望的时域性能指标，推导出二阶系统的串联校正环节的传递函数；（2）搭建校正环节的实验电路；（3）输入阶跃信号，观察并记录输出信号；（4）分析输出信号，验证校正效果。

六、实验结果与分析实验一：典型环节的时域响应1. 比例环节：输出信号与输入信号成线性关系，无延时。

2. 积分环节：输出信号随时间逐渐增大，延时为积分时间常数。

3. 比例积分环节：输出信号先随时间增大，然后趋于稳定，延时为积分时间常数。

4. 惯性环节：输出信号随时间逐渐增大，延时为惯性时间常数。

自动控制原理实验报告实验报告：自动控制原理一、实验目的本次实验的目的是通过设计并搭建一个简单的自动控制系统，了解自动控制的基本原理和方法，并通过实际测试和数据分析来验证实验结果。

二、实验装置和仪器1. Arduino UNO开发板2.电机驱动模块3.直流电机4.旋转角度传感器5.杜邦线6.电源适配器三、实验原理四、实验步骤1. 将Arduino UNO开发板与电机驱动模块、旋转角度传感器和直流电机进行连接。

2. 编写Arduino代码，设置电机的控制逻辑和旋转角度的反馈机制。

3. 将编写好的代码上传至Arduino UNO开发板。

4.将电源适配器连接至系统，确保实验装置正常供电。

5.启动实验系统并观察电机的转动情况。

6.记录电机的转动角度和实际目标角度的差异，并进行数据分析。

五、实验结果和数据分析在实际操作中，我们设置了电机的目标转动角度为90度，待实验系统运行后，我们发现电机实际转动角度与目标角度存在一定的差异。

通过对数据的分析，我们发现该差异主要由以下几个方面导致：1.电机驱动模块的响应速度存在一定的延迟，导致电机在到达目标角度时出现一定的误差。

2.旋转角度传感器的精度有限，无法完全准确地测量电机的实际转动角度。

这也是导致实际转动角度与目标角度存在差异的一个重要原因。

3.电源适配器的稳定性对电机的转动精度也有一定的影响。

六、实验总结通过本次实验，我们了解了自动控制的基本原理和方法，并通过实际测试和数据分析了解了自动控制系统的运行情况。

同时，我们也发现了实际系统与理论预期之间存在的一些差异，这些差异主要由电机驱动模块和旋转角度传感器等因素引起。

为了提高自动控制系统的精度，我们需要不断优化和改进这些因素，并进行相应的校准和调试。

实验的结果也提醒我们，在实际应用中，需要考虑各种因素的影响，以确保自动控制系统的可靠性和准确性。

实验六线性定常系统的串联校正一、实验目的1.对系统性能进行分析，选择合适的校正方式，设计校正器模型。

2.通过仿真实验，理解和验证所加校正装置的结构，特性和对系统性能的影响。

3.通过模拟实验部分进一步理解和验证设计和仿真结果，进而掌握对系统的实时调试技术。

二、实验内容1.对未加校正装置是系统的性能进行分析，根据性能要求，进行校正器模型的理论设计。

2.用Matlab仿真（1）观测校正前系统的时域，频域性能。

(2) 观测校正后系统的时域，频域性能。

（3）对比（1）（2）中的结果分析校正器性能，在保证校正效果的前提下并根据实验台实际参数进行校正器模拟调整。

最终确定校正器模型。

3.模拟实验。

（1）根据给定的系统模型和实验台实际参数搭接校正前的系统模拟电路。

（2）根据最终确定的校正器模型搭接校正器模拟电路。

（3）用上位机软件观测系统时频域性能进行分析，验证是否满足设计的要求。

4．对仿真实验和模拟实验的结果进行分析比较。

三、实验题目6-5设单位开环传递函数为)1()(0+=s s Ks G 试设计性能要求相位裕度大于或等于045；单位斜坡输入下稳态误差小于0.067rad ；截止频率不小于7.5rad/s 。

四、实验步骤 1.Matlab 仿真部分(1)进行校正前系统的性能分析。

由Ess<0.067,确定K>15，取K=15 频域分析：在Matlab 软件中输入程序：g0=tf([15],[1 1 0])；bode （g ） 绘制出校正前系统的伯德图，在图中可知系统的性能不能满足性能的要求，需要校正。

时域分析：输入程序为：gf=feedback(g0,1)；step(gf),校正前闭环系统的阶跃响应曲线(2)将理论计算出的校正器模型引入系统，进行校正后系统的性能分析。

频域分析：在Matlab软件中输入程序：gc=tf([0.725 1],[0.0238 1]);g=g0*gc;bode(g0,g)绘制出校正后系统的伯德图。

实验二线性定常系统的瞬态响应和稳定性分析一、实验目的1．通过二阶、三阶系统的模拟电路实验,掌握线性定常系统动、静态性能的一般测试方法。

2．研究二阶、三阶系统的参数与其动、静态性能间的关系。

二、实验原理1．二阶系统图2—1为二阶系统的方块图.由图可知，系统的开环传递函数G(S)=，式中K=相应的闭环传递函数为………………………①二阶系统闭环传递函数的标准形式为= ………………………②比较式①、②得:ωn= ………………………③ξ==………………………④图中τ=1s，T1=0.1s图2-1表2—1列出了有关二阶系统在三种情况（欠阻尼，临界阻尼、过阻尼)下具体参数的表达式，以便计算理论值。

图2—2为图2—1的模拟电路，其中τ=1s，T1=0.1s，K1分别为10、5、2.5、1,即当电路中的电阻R值分别为10K、20K、40K、100K时系统相应的阻尼比ξ为0。

5、、1、1.58,它们的单位阶跃响应曲线为表2-1所示。

2．三阶系统图2—3、图2—4分别为系统的方块图和模拟电路图。

由图可知，该系统的开环传递函数为：G（S)=,式中T1=0。

1S,T2=0。

51S，T3=1.02S，K=系统的闭环特征方程：S（T1S+1）(T2S+1)+K=0即0.051S3+0。

61S2+S+K=0由Routh稳定判据可知K≈12 （系统稳定的临界值）系统产生等幅振荡，K＞12,系统不稳定,K＜12，系统稳定。

图2—3 三阶系统方块图图2-3 三阶系统方块图三、实验内容及步骤准备工作:将“信号发生器单元”U1的ST端和+5V端用“短路块"短接。

1．二阶系统瞬态性能的测试①按图2—2接线，并使R分别等于100K、40K、10K用于示波器，分别观测并系统的阶跃的输出响应波形，将波形记录在表2—3.②调节R，使R=20K，(此时ξ=0.707),然后用示波器观测系统的阶跃响应曲线,并由曲线测出超调量Mp，上升时间t p和调整时间t s。