下载文档原格式
一、实验目的1. 熟悉并掌握自动控制系统的基本原理和实验方法；2. 理解典型环节的阶跃响应、频率响应等性能指标；3. 培养动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理自动控制系统是指利用各种自动控制装置，按照预定的规律自动地完成对生产过程或设备运行状态的调节和控制。
本实验主要研究典型环节的阶跃响应和频率响应。
1. 阶跃响应：当系统受到一个阶跃输入信号时，系统输出信号的变化过程称为阶跃响应。
阶跃响应可以反映系统的稳定性、快速性和准确性。
2. 频率响应：频率响应是指系统在正弦输入信号作用下的输出响应。
频率响应可以反映系统的动态性能和抗干扰能力。
三、实验仪器与设备1. 自动控制实验箱；2. 双踪示波器；3. 函数信号发生器；4. 计算器；5. 实验指导书。
四、实验内容与步骤1. 阶跃响应实验（1）搭建实验电路，连接好实验箱和示波器。
（2）输入阶跃信号，观察并记录阶跃响应曲线。
（3）分析阶跃响应曲线，计算系统的超调量、上升时间、调节时间等性能指标。
2. 频率响应实验（1）搭建实验电路，连接好实验箱和示波器。
（2）输入正弦信号，改变频率，观察并记录频率响应曲线。
（3）分析频率响应曲线，计算系统的幅频特性、相频特性等性能指标。
3. 系统校正实验（1）搭建实验电路，连接好实验箱和示波器。
（2）输入阶跃信号，观察并记录未校正系统的阶跃响应曲线。
（3）根据期望的性能指标，设计校正环节，并搭建校正电路。
（4）输入阶跃信号，观察并记录校正后的阶跃响应曲线。
（5）分析校正后的阶跃响应曲线，验证校正效果。
五、实验结果与分析1. 阶跃响应实验（1）实验结果：根据示波器显示的阶跃响应曲线，计算得到系统的超调量为10%，上升时间为0.5s，调节时间为2s。
（2）分析：该系统的稳定性较好，但响应速度较慢，超调量适中。
2. 频率响应实验（1）实验结果：根据示波器显示的频率响应曲线，计算得到系统的幅频特性在0.1Hz到10Hz范围内基本稳定，相频特性在0.1Hz到10Hz范围内变化不大。
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。
一、实验目的1. 了解自控能力的基本概念和重要性；2. 探究自控能力在个体发展中的作用；3. 通过实验方法，提高自身的自控能力。
二、实验方法1. 实验对象：本实验选取了20名大学生作为实验对象，其中男生10名，女生10名，年龄在18-25岁之间；2. 实验材料：实验材料包括一份自控能力问卷、一份实验指导手册、一份自控能力训练手册；3. 实验过程：（1）自控能力问卷调查：首先对实验对象进行自控能力问卷调查，了解其自控能力水平；（2）自控能力训练：根据实验指导手册，对实验对象进行为期四周的自控能力训练，包括时间管理、情绪管理、目标管理等；（3）自控能力再评估：在训练结束后，对实验对象进行自控能力再评估，比较训练前后的自控能力变化。
三、实验结果1. 自控能力问卷调查结果：在实验开始时，实验对象的自控能力平均分为70分，说明实验对象的自控能力水平一般；2. 自控能力训练效果：经过四周的自控能力训练，实验对象的自控能力平均分提高到了85分，提高了15分，说明自控能力训练对提高个体的自控能力具有显著效果；3. 自控能力再评估结果：在训练结束后，实验对象的自控能力平均分进一步提高到了90分，提高了5分，说明自控能力训练对个体的自控能力具有持续影响。
四、实验分析1. 自控能力的重要性：自控能力是个人成长和成功的关键因素之一，它关系到个体在面对诱惑、挑战和压力时的应对能力。
通过本次实验，我们验证了自控能力的重要性，并认识到提高自控能力对个体发展的积极影响；2. 自控能力训练方法的有效性：本次实验采用了时间管理、情绪管理、目标管理等自控能力训练方法，结果表明这些方法对提高个体的自控能力具有显著效果。
在实际生活中，我们可以通过以下方式提高自控能力：（1）制定明确的目标：明确的目标有助于我们更好地集中精力，提高自控能力；（2）合理安排时间：合理的时间安排有助于我们更好地管理自己的工作和生活，提高自控能力；（3）学会情绪管理：情绪管理有助于我们更好地应对生活中的挑战，提高自控能力；（4）养成良好的习惯：养成良好的习惯有助于我们形成稳定的自控能力，提高生活质量。
自控实验报告自控实验报告引言：自控是指个体能够自主地控制和管理自己的行为、情绪和思维，以达到预期的目标。
自控能力对于个人的成长和成功至关重要，因此，本实验旨在探究自控能力的培养方法及其对个体的影响。
实验设计：本实验采用了随机分组设计，将参与者分为实验组和对照组。
实验组接受了自控训练，而对照组则没有接受任何干预。
实验组的训练内容包括目标设定、时间管理、情绪调控和自我激励等方面的技巧。
实验过程：实验组的参与者在训练期间每天进行自控训练，包括设定每日目标、制定时间表、记录情绪变化和给予自我奖励等。
对照组的参与者则按照平时的生活方式进行。
实验总共持续了四个星期。
实验结果：通过实验数据的收集和分析，我们得出了以下结论：1. 自控训练能够显著提升参与者的自控能力。
实验组的参与者在自控能力测试中表现出更好的成绩，包括更好的情绪调控能力、更高的目标达成率和更好的时间管理能力。
2. 自控训练对于参与者的生活质量有积极影响。
实验组的参与者在训练结束后，报告了更高的满意度和幸福感。
他们更能够控制自己的情绪，更有条理地安排时间，并且更能够实现自己的目标。
3. 自控训练对于个体的长期发展具有重要意义。
通过训练，参与者学会了如何制定目标、克服困难和保持自我激励。
这些技能对于个人的学习、工作和人际关系都具有重要意义。
讨论：本实验结果表明，自控训练对于个体的自控能力和生活质量具有显著影响。
然而，我们也要注意到，自控能力的培养是一个长期的过程，需要持续的努力和实践。
在实际应用中，我们可以结合自控训练和其他方法，如心理咨询和行为疗法，来提升个体的自控能力。
结论：自控训练是一种有效的方法，可以帮助个体提升自己的自控能力，提高生活质量。
在现代社会，自控能力对于个人的成功和幸福至关重要。
因此，我们应该重视自控能力的培养，并积极采取措施来提升自己的自控能力。
总结：通过本实验的设计和实施，我们深入了解了自控能力的培养方法及其对个体的影响。
自控训练是一种有效的方法，可以帮助个体提升自己的自控能力，并提高生活质量。
自动控制原理实验报告 Final revision on November 26, 2020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：TSSUiSUo1)()(=(3)阶跃响应：)0(1)(≥=ttTtUo其中CRT=(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。
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无穷②取 R0=R1=200K ；C=2uF 。
理想阶跃响应曲线 实测阶跃响应曲线4．惯性环节 (T) (1) 方框图 (2) 传递函数：1)()(+=TS KS Ui S Uo 。
自动控制实验报告自动控制实验报告引言：自动控制是现代科技的重要领域之一，它在各个行业中都起到了至关重要的作用。
通过对系统进行监测、判断和调整，自动控制系统能够实现对设备、机器和过程的自主控制，提高生产效率、降低成本、提升安全性。
本文将介绍一次关于自动控制的实验，通过实验过程和结果，探讨自动控制的原理和应用。
实验目的：本次实验的目的是通过搭建一个简单的自动控制系统，探究自动控制的基本原理，并了解其在现实生活中的应用。
我们将以温度控制为例，通过调节加热器的功率，使温度保持在设定的范围内。
实验装置：实验装置包括一个温度传感器、一个加热器、一个控制器和一个显示屏。
温度传感器负责实时监测环境温度，将数据传输给控制器。
控制器根据设定的温度范围，判断是否需要调节加热器的功率。
加热器根据控制器的指令，调节加热功率，以达到温度控制的目标。
显示屏用于显示当前温度和设定温度。
实验步骤：1. 将温度传感器安装在实验环境中，并将其与控制器连接。
2. 设置控制器的温度范围，例如设定为20-25摄氏度。
3. 打开加热器，将其与控制器连接。
4. 开始实验，观察温度的变化，并记录数据。
5. 根据实验数据，分析控制器的判断和调节过程，以及加热器的功率调节情况。
实验结果：通过实验，我们观察到温度在设定范围内波动，并且控制器能够根据实时数据进行判断和调节。
当温度低于设定范围时，控制器会发送指令给加热器，增加加热功率；当温度超过设定范围时，控制器会减小加热功率。
在实验过程中，我们还发现控制器的响应速度很快，能够及时做出调整，使温度保持在设定范围内。
讨论和分析：自动控制系统的核心是控制器，它通过不断监测和判断系统的状态，根据预设的目标进行调节。
在本次实验中，控制器通过与温度传感器的连接，获取实时温度数据，并根据设定的范围进行判断和调节。
这种反馈控制的方式使得系统能够自主运行，并且具备一定的稳定性。
自动控制在现实生活中有着广泛的应用。
例如，工业生产中的自动化生产线，通过自动控制系统可以实现对产品质量和生产效率的精确控制。
一、实验目的1. 熟悉自动控制系统的基本组成和原理。
2. 掌握常用控制元件的性能和特点。
3. 学会搭建简单的自动控制系统。
4. 通过实验，加深对自动控制理论知识的理解。
二、实验原理自动控制系统是一种通过反馈机制实现被控对象状态控制的系统。
它主要由被控对象、控制器和执行器组成。
控制器根据被控对象的实际状态与期望状态之间的偏差，产生控制信号，驱动执行器实现对被控对象的控制。
三、实验仪器与设备1. 自动控制实训台2. 电源3. 控制器4. 执行器5. 测量仪器四、实验内容1. 搭建简单控制系统（1）根据实验要求，搭建一个简单的自动控制系统，如图1所示。
（2）检查系统连接是否正确，确保各个元件连接牢固。
（3）开启电源，观察系统运行情况。
2. 观察控制过程（1）通过手动调节控制器，使被控对象的输出达到期望值。
（2）观察控制过程，分析控制效果。
3. 改变系统参数（1）改变控制器的参数，观察系统响应的变化。
（2）分析参数变化对系统性能的影响。
4. 故障排除（1）人为制造故障，观察系统响应。
（2）分析故障原因，并排除故障。
五、实验结果与分析1. 搭建简单控制系统通过搭建简单的控制系统，我们掌握了自动控制系统的基本组成和原理。
在实验过程中，我们观察到控制器通过调整控制信号，使被控对象的输出达到期望值。
2. 观察控制过程在控制过程中，我们观察到控制器根据被控对象的实际状态与期望状态之间的偏差，产生控制信号，驱动执行器实现对被控对象的控制。
通过手动调节控制器，我们可以使被控对象的输出达到期望值。
3. 改变系统参数在改变控制器参数的过程中，我们观察到系统响应的变化。
当控制器参数改变时，系统响应速度、稳定性和超调量等性能指标都会发生变化。
这表明控制器参数对系统性能有重要影响。
4. 故障排除在故障排除过程中，我们学会了分析故障原因，并采取相应措施排除故障。
这有助于我们更好地理解自动控制系统的运行原理。
六、实验总结通过本次实验，我们掌握了自动控制系统的基本组成和原理，学会了搭建简单的自动控制系统，并加深了对自动控制理论知识的理解。
一、实验目的1. 理解自动控制原理的基本概念，掌握自动控制系统的组成和基本工作原理。
2. 熟悉自动控制实验设备，学会使用相关仪器进行实验操作。
3. 通过实验验证自动控制理论在实际系统中的应用，加深对理论知识的理解。
二、实验原理自动控制原理是研究自动控制系统动态过程及其控制规律的科学。
实验主要验证以下原理：1. 线性时不变系统：系统在任意时刻的输入与输出之间关系可用线性方程表示，且系统参数不随时间变化。
2. 稳定性：系统在受到扰动后，能够逐渐恢复到稳定状态。
3. 控制器设计：通过控制器的设计，使系统满足预定的性能指标。
三、实验设备1. 自动控制实验台2. 计算机及控制软件3. 测量仪器（如示波器、信号发生器、数据采集器等）四、实验内容1. 线性时不变系统阶跃响应实验2. 线性时不变系统频率响应实验3. 控制器设计实验五、实验步骤1. 线性时不变系统阶跃响应实验（1）搭建实验电路，连接好相关仪器；（2）设置输入信号为阶跃信号，观察并记录输出信号；（3）分析阶跃响应曲线，计算系统动态性能指标。
2. 线性时不变系统频率响应实验（1）搭建实验电路，连接好相关仪器；（2）设置输入信号为正弦信号，改变频率，观察并记录输出信号；（3）分析频率响应曲线，计算系统频率特性指标。
3. 控制器设计实验（1）根据系统性能指标，选择合适的控制器类型；（2）搭建实验电路，连接好相关仪器；（3）调整控制器参数，观察并记录输出信号；（4）分析控制器效果，验证系统性能指标。
六、实验结果与分析1. 线性时不变系统阶跃响应实验（1）实验结果：绘制阶跃响应曲线，计算系统动态性能指标；（2）分析：与理论值进行对比，验证系统动态性能。
2. 线性时不变系统频率响应实验（1）实验结果：绘制频率响应曲线，计算系统频率特性指标；（2）分析：与理论值进行对比，验证系统频率特性。
3. 控制器设计实验（1）实验结果：调整控制器参数，观察并记录输出信号；（2）分析：验证系统性能指标，评估控制器效果。
一、实验目的1. 理解自动控制系统的基本概念和原理；2. 掌握自动控制系统的基本分析方法；3. 培养动手操作能力和实验技能；4. 提高对自动控制系统的设计、调试和优化能力。
二、实验原理自动控制系统是一种利用反馈控制原理，使被控对象的输出量能够跟踪给定输入量的系统。
本实验主要研究线性定常系统的稳定性、动态性能和稳态性能。
三、实验设备1. 自动控制实验台；2. 实验仪器：信号发生器、示波器、信号调理器、数据采集卡等；3. 实验软件：MATLAB/Simulink。
四、实验内容1. 系统搭建与调试（1）搭建实验台，连接实验仪器；（2）设置信号发生器，产生不同频率、幅值的信号；（3）调整信号调理器，对信号进行放大、滤波等处理；（4）将处理后的信号输入实验台，观察系统的响应。
2. 稳定性分析（1）根据实验数据，绘制系统的伯德图；（2）根据伯德图，判断系统的稳定性；（3）通过改变系统参数，观察对系统稳定性的影响。
3. 动态性能分析（1）根据实验数据，绘制系统的阶跃响应曲线；（2）根据阶跃响应曲线，分析系统的上升时间、超调量、调节时间等动态性能指标；（3）通过改变系统参数，观察对系统动态性能的影响。
4. 稳态性能分析（1）根据实验数据，绘制系统的稳态误差曲线；（2）根据稳态误差曲线，分析系统的稳态性能；（3）通过改变系统参数，观察对系统稳态性能的影响。
五、实验结果与分析1. 系统搭建与调试通过搭建实验台，连接实验仪器，观察系统的响应，验证了实验系统的可行性。
2. 稳定性分析根据伯德图，判断系统在原参数下的稳定性。
通过改变系统参数，观察对系统稳定性的影响，得出以下结论：（1）系统在原参数下稳定；（2）减小系统参数，系统稳定性提高；（3）增大系统参数，系统稳定性降低。
3. 动态性能分析根据阶跃响应曲线，分析系统的动态性能指标：（1）上升时间：系统在给定输入信号作用下，输出量达到稳态值的80%所需时间；（2）超调量：系统在达到稳态值时，输出量相对于稳态值的最大偏差；（3）调节时间：系统在给定输入信号作用下，输出量达到稳态值的95%所需时间。
实验一典型环节的模拟研究1.1 实验设备PC 计算机1台（要求P4，1.8G 以上）；MATLAB 6.X 或 MATLAB 7.X 软件1套。
1.2 实验目的1．通过搭建典型环节模拟电路，熟悉并掌握数学模型的建立方法。
2．熟悉各种典型环节的阶跃响应。
3．研究参数变化对典型环节阶跃响应的影响。
1.3 实验内容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1-1所示，比例环节的传递函数为：K s U s U i )()(0图1-1典型比例环节模拟电路(1) 比例系数（放大倍数）选取：A ．当K=1、K=2、K=5时，分别观测阶跃响应曲线，并记录输入信号输出信号波形；B ．比例放大倍数 K=R2/R1；(2) 阶跃信号设置：阶跃信号的幅值选择1伏（或5伏） (3) 写出电路的数学模型：(4) 利用MATLAB 的虚拟示波器观测输出阶跃响应曲线并进行记录。
2．观察积分环节的阶跃响应曲线典型积分环节模拟电路如图1-2所示，积分环节的传递函数为：Tss U s U i 1)()(0=图1-2典型积分环节模拟电路(1) 积分时间常数T 选取：A ．T=1秒，T=0.2秒，T=0.1秒；B ．T=1秒=R1*C1=100K*10μF ，T=0.2秒= R1*C1=100K*2μF ， T=0.1秒= R1*C1=100K*1μF 。
(2)输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测输出阶跃响应曲线并进行记录。
3．观察比例积分环节的阶跃响应曲线比例积分环节的传递函数为：TsK s U s U i 1)()(0+= 当K=1时，分别观察T=1，T=0.2, T=0.1的阶跃响应曲线。
4．观察微分环节的阶跃响应曲线典型微分环节模拟电路如图1-3所示，微分环节的传递函数为：Ts s U s U i =)()(0图1-3典型微分环节模拟电路(1) 微分时间常数 T=1秒，T=0.2秒，T=0.1秒；(2) R1=0, C1和 R2根据 T 确定5．观察比例微分环节的阶跃响应曲线比例微分环节的传递函数为：)1()()(0Ts K s U s U i += 参数：K=1，T=1；K=1，T=0.2; K=2，T=1 。
6．观察比例微分积分环节的阶跃响应曲线比例微分积分环节的传递函数为：s T sT K s U s U d i p i ++=1)()(0 参数：(1) Kp=1，Ti=1,Td=1；(2) Kp=1，Ti=0.2, Td=1； (3) Kp=1，Ti=0.1, Td=1。
7．观察惯性环节的阶跃响应曲线典型惯性环节模拟电路如图1-4示，惯性环节的传递函数为：1)()(0+=Ts Ks U s U i图1-4型惯性环节模拟电路惯性环节时间常数 T=1秒，T=0.2秒，T=0.1秒四．实验结果1. 将实验记录数据记在表1-1中（根据图形大小适当调整记录表格的大小）2. 绘出各种典型环节理想的和实测的阶跃响应曲线表1-1典型环节的阶跃响应曲线记录表；；；五、思考题1.在图1中比例放大器A1输入端加入阶跃信号，观测A1输出信号和输入信号相反，若想同方向观测比较输出信号和输入信号应采取什么措施？2.惯性环节什么情况下近似为积分环节？什么情况下近似为比例环节？能否通过实验来验证。
3.如何通过实验测定惯性环节的时间常数？将测定结果与理论结果比较。
六、实验报告（要求独立完成）实验二二阶系统特征参数对系统性能的影响一．实验目的1．研究二阶系统特征参量（ωn,ξ）对系统性能的影响；2．研究斜坡输入作用下二阶系统的静态误差。
3. 掌握测试过渡过程的一种测试方法。
二．实验内容1．观测特征参量ξ对二阶系统性能的影响2．观测特征参量ωn对二阶系统性能的影响3．观测斜坡输入作用下二阶系统的静态误差三．实验步骤1．观测特征参量ξ对二阶系统性能的影响图2-1 二阶系统模拟电路(ωn＝12.5) 典型二阶系统模拟电路如图2-1所示，二阶振荡环节的传递函数为：22202)()(nn ni s s U s U ωξωω++=其固有频率ωn ＝12.5 二阶系统阻尼系数 ξ＝0.2，选取R6＝200K 。
二阶系统阻尼系数 ξ＝0.4，选取 R6＝100K 。
二阶系统阻尼系数 ξ＝0.8，选取 R6＝50K 。
(1) 连接虚拟示波器：将实验电路A2的“OUT2”（系统输出）与示波器通道CH2相连接。
输入信号与示波器通道CH1相连接。
(2)输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测不同特征参量 ξ下输出阶跃响应曲线,并记录曲线的超调量σ%、峰值时间 t p 以及调节时间 t s 。
2．观测特征参量ωn 对二阶系统性能的影响二阶系统模拟电路如图2-2所示，其阻尼系数ξ ＝0.4：图2-2 二阶系统模拟电路(ξ＝0.4)A ．当R5＝256K 、R6=200K 时，则该二阶系统固有频率 ωn ＝6.25B ．当R5＝64K 、 R6=100K 时，二阶系统固有频率 ωn ＝12.5C ．当R5＝16K 、 R6=50K 时，二阶系统固有频率 ωn ＝25输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测不同特征参量ωn 下输出阶跃响应曲线,并记录曲线的超调量σ%、峰值时间 t p 以及调节时间 t s 。
3．观测斜坡输入作用下二阶系统的静态误差给定的二阶系统模拟电路如图2-3所示：图2-3 二阶系统模拟电路(1) 设置函数发生器：将斜波函数发生器与实验电路A3的输入端子相连接；修改斜波信号的斜率。
(2)搭建二阶系统模拟电路：A．实验电路如图2-3。
B．元件参数：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=500K、R5＝64K、R6=500K、R7=10K、R8=10K、C1=2.0μF、C2=1.0μF(3)连接虚拟示波器：方法同前。
(4)输入斜坡信号，通过虚拟示波器观测响应曲线A．保持斜坡斜率恒定，分别改变R4、R5、R6的阻值，并根据改变后的电路参数计算出相应的开环增益K值，绘制输出波形，观测并记录稳态误差结果。
B．保持R4=500K、R5＝64K、R6=500K阻值不变即保持开环增益K不变，调节斜波斜率由小增大，绘制不同斜率下输出的波形，观测并记录稳态误差结果。
四．实验结果1．讨论系统特征参量（ωn，ξ）变化时对系统性能的影响。
2．根据电路图中的参数计算下表中的理论值，并和实测值一起填入表2-1表2-152%25%2%25%25%25% 3．根据斜坡输入作用下二阶系统的静态误差实验结果填写下表中。
5五、思考题1.输入阶跃信号的幅值应如何考虑为最佳？2.为什么要同时观察输入阶跃信号和系统输出响应信号？3.实验线路中如何确保系统是负反馈？4.二阶系统改变增益会发生不稳定现象吗？5.如何测量二阶系统的稳态误差？6.放大器A1的输入电阻R1设置为100K时有几种方法？七、实验报告（要求独立完成）实验四开环增益与零极点对系统性能的影响一．实验目的1．研究闭环、开环零极点对系统性能的影响； 2．研究开环增益对系统性能的影响。
二．实验内容1、观测原始系统响应波形，记录超调量σ%、峰值时间t p 和调节时间t s ；2、分别给原始系统在闭环和开环两种情况下加入不同零极点，观测加入后的系统响应波形，记录超调量σ%和调节时间t s ；3、改变开环增益K ，取值1，2，4，5，10，20等，观测系统在不同开环增益下的响应波形，记录超调量σ%和调节时间t s 。
三．实验步骤1．原始二阶系统原始二阶系统模拟电路如图4-1所示，系统开环传递函数为：)12.0(1.0 s s K，图4-1 原始二阶系统模拟电路(1)连接虚拟示波器：将实验电路A2的“OUT2”与示波器通道CH2相连接。
(2)输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测原始二阶系统输出响应曲线，记录超调量σ%、峰值时间 t p 和调节时间 t s 。
2．闭环极点对原始二阶系统的影响给原始二阶系统加入闭环极点后的模拟电路如图4-2所示请分别将下表中的极点环节加入到原始二阶系统中，记录阶跃响应曲线。
3．闭环零点对原始二阶系统的影响原始二阶系统加入闭环零点后的模拟电路如图4-3所示请分别将下表中的零点环节加入到原始二阶系统中，记录阶跃响应曲线。
4．开环极点对原始二阶系统的影响给原始二阶系统加入开环极点后的模拟电路如图4-4所示。
请分别将下表中的极点环节加入到原始二阶系统中5．开环零点对原始二阶系统的影响原始二阶系统加入开环零点后的模拟电路如图4-5所示。
(1)设置阶跃信号源：A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接；C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。
(2) 搭建加入开环零点的二阶系统模拟电路：A．按照步骤1中的（1）、（2）搭建原始二阶系统；图4-5加入开环零点的二阶系统模拟电路请分别将下表中的零点环节加入到原始二阶系统中，记录阶跃响应曲线。
6．开环增益K 对二阶系统的影响二阶系统模拟电路如图4-6所示，系统开环传递函数为：)11.0(1.0+s s K，K ＝R6/R5，当R5=100K 时闭环传递函数为：2222221010102++=++s s s s n n n ωξωω， K ＝1，ζ=0.5，ωn =10。
在开环零点、极点保持不变的情况下，改变开环增益K ，系统的阻尼系数ζ和固有频率ωn 也将发生变化，系统的特性从而改变。
图4-6 二阶系统模拟电路K ＝R6/R5，调节R5的阻值，使K 分别取值：1，2，4，5，10，20四．实验结果根据实验结果填写下表表4.1 闭环极点对原始二阶系统的影响表4.2 闭环零点对原始二阶系统的影响表4.3 开环极点对原始二阶系统的影响表4.4 开环零点对原始二阶系统的影响表4.5 开环增益K对二阶系统的影响五．思考题1.开环放大倍数K对系统性能有无影响？2.若系统超调量很大，可采取什么方法改善它？对其它指标有何影响？3.同时减小σ%、t p、t s应采取什么措施？4.闭环极点对闭环系统性能有何影响？5.闭环零点对闭环系统性能有何影响？6.开环极点对闭环系统性能有何影响？八、实验报告（要求独立完成）实验六线性系统的校正一．实验目的1．掌握线性系统的串联校正方法； 2．研究串联校正装置对系统性能的影响；3. 掌握二阶线性系统的反馈校正和三阶线性系统的滞后超前校正；4. 研究反馈校正装置对系统性能的影响二．实验内容1．待校正线性系统待校正线性系统模拟电路如图6-1所示，系统开环传递函数为：)104.0(+s s K，增益K＝100，相角裕度γ0=280。
图6-1 待校正线性系统模拟电路(γ0=280)(1) 连接虚拟示波器： 将实验电路A4的“OUT4”与示波器通道CH1相连接。
