冲激响应与阶跃响应实验报告

冲击响应与阶跃响应实验报告实验目的：本实验旨在研究线性时不变系统的冲击响应和阶跃响应，深入理解系统对不同输入信号的动态响应特性。

实验仪器：
1.线性时不变系统
2.冲击信号发生器
3.阶跃信号发生器
4.示波器
5.计算机（可选）
实验步骤：
1.系统准备：
将线性时不变系统与示波器连接好，确保仪器工作正常。

2.冲击响应测量：
使用冲击信号发生器发送冲击信号到系统中，观察系统的冲击响应。

记录示波器上的波形，并测量响应的峰值、上升时间、下降时间等参数。

3.阶跃响应测量：
使用阶跃信号发生器发送阶跃信号到系统中，观察系统的阶跃响应。

记录示波器上的波形，并测量响应的超调量、峰值时间、上升时间等参数。

4.数据分析：
将冲击响应和阶跃响应的波形进行比较，分析系统对不同输入信
号的响应特性。

计算系统的频率响应，以了解系统在不同频率下的表现。

5.结论和讨论：
总结实验结果，讨论系统的动态特性，包括响应速度、稳定性等。

探讨可能的改进方案，提出对系统性能的优化建议。

注意事项：
1.实验过程中应小心操作实验仪器，确保安全。

2.确保所有仪器的连接正确，保证信号的传递和测量的准确性。

3.详细记录实验数据，并在实验报告中清晰呈现。

实验结果：附上实验中获取的波形图、测量数据和分析结果。

通过这次实验，我们深入了解了系统对不同输入信号的响应规律，为进一步优化系统性能提供了有价值的参考。

实验2 冲激响应与阶跃响应一、实验目的1.观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2.掌握有关信号时域的测量方法。

二、实验原理说明实验如图1-1所示为RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图2-1（a ）为阶跃响应电路连接示意图；图2-1（b ）为冲激响应电路连接示意图。

图2-1 (b) 冲激响应电路连接示意图其响应有以下三种状态： （1） 当电阻R ＞2 LC时，称过阻尼状态； （2） 当电阻R = 2 LC时，称临界状态； （3） 当电阻R ＜2LC时，称欠阻尼状态。

现将阶跃响应的动态指标定义如下：上升时间t r ：y(t)从0到第一次达到稳态值y （∞）所需的时间。

峰值时间t p ：y(t)从0上升到y max 所需的时间。

调节时间t s ：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的5±%误差范围所需的时间。

最大超调量δ：100%y y )(y max δp ⨯∞∞-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛图2-1 (c) 冲激响应动态指标示意图冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导0.1μC2数。

为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。

而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

三、实验内容1.阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500Hz。

实验电路连接图如图2-1（a）所示。

①连接P04与P914。

②调节信号源，使P04输出f=500Hz，占空比为50%的脉冲信号，幅度调节为1.5V；（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载后调节）③示波器CH1接于TP906，调整W902，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将实验数据填入表格2-1中。

表2-11.欠阻尼状态2.临界状态3，过阻尼状态注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致。

竭诚为您提供优质文档/双击可除冲激响应实验报告篇一：冲激响应与阶跃响应实验报告实验2冲激响应与阶跃响应一、实验目的1.观察和测量RLc串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2.掌握有关信号时域的测量方法。

二、实验原理说明实验如图1-1所示为RLc串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图2-1（a）为阶跃响应电路连接示意图；图2-1（b）为冲激响应电路连接示意图。

c20.1μ图2-1(a)阶跃响应电路连接示意图图2-1(b)冲激响应电路连接示意图其响应有以下三种状态：（1）当电阻R＞2（2）当电阻R=2（3）当电阻R＜2L时，称过阻尼状态；cL时，称临界状态；cL时，称欠阻尼状态。

cc20.1μ现将阶跃响应的动态指标定义如下：上升时间tr：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。

峰值时间tp：y(t)从0上升到ymax所需的时间。

波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

三、实验内容1.阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500hz。

实验电路连接图如图2-1（a）所示。

①连接p04与p914。

②调节信号源，使p04输出f=500hz，占空比为50%的脉冲信号，幅度调节为1.5V；（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载后调节）③示波器ch1接于Tp906，调整w902，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将实验数据填入表格2-1中。

1.欠阻尼状态2.临界状态3，过阻尼状态注：描绘波形要使三种状态的x轴坐标（扫描时间）一致。

2.冲激响应的波形观察冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。

激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为2K。

实验电路如图2-1（b）所示。

①连接p04与p912；②将示波器的ch1接于Tp913，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）；③连接p913与p914；④将示波器的ch2接于Tp906，调整w902,使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态；⑤观察Tp906端(:冲激响应实验报告)三种状态波形，并填于表2-2中。

实验一阶跃响应与冲激响应内容提要●学习建立RLC串联电路系统的时域模型；●采用MATLAB进行编程、系统仿真以及建立GUI来观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；●掌握有关信号时域的测量方法。

目录一、实验目的 (1)二、实验原理说明 (1)三、实验内容与步骤 (5)四、实验报告要求 (6)五、实验设备 (6)附录1： (8)附录2： (9)一、实验目的1. 学习建立RLC 串联电路系统的时域模型；2. 采用MATLAB 进行编程、系统仿真以及建立GUI 来观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；3. 掌握有关信号时域的测量方法。

二、实验原理说明实验硬件布局图如图1-1所示，可以看到中间的虚线将电路分成两部分，左侧为一微分电路，右侧为一二阶RLC 电路。

图1-1 实验布局图1. 左侧微分电路分析该电路在SB101端加入激励，在SB102端得到输出，电路模型如图1-2所示。

图1-2 图1-1左侧微分电路模型这样我们可以建立它的数学模型)()(1)(t e d R r C t r t =+⎰∞-ττ)(')()('t e CRt r t r =+ （1） 其中F C 122101047-⨯⨯=，Ω=310R 。

若系统为零状态，当输入为单位阶跃信号时 ，则t RCet r 1)(-=。

从响应的表达式可以看出一般RC 的乘积取得比较小，以达到近似的微分效果。

所以此电路在这里的功能主要是因为在实际物理系统中不能产生理想的单位冲激信号，因此利用此微分电路由单位阶跃信号近似获得尖顶脉冲信号来近似单位冲激信号。

经过计算可得0051277.21+=e RC，这样我们可以通过MATLAB 程序（附注2.1）来观察一下当输入为阶跃信号时系统的输出。

运行结果如下图1-3,其中带星号的线为输入信号，实线为响应信号，可见是由1迅速衰减为零的尖顶脉冲信号，且两种方法求得方法一致。

冲激响应与阶跃响应实验报告【实验报告】一、实验目的1.了解冲激响应和阶跃响应的概念和特点。

2.利用实验手段验证冲激响应和阶跃响应的性质。

二、实验仪器和设备1.信号发生器2.示波器3.程控电源4.模拟电路实验台三、实验原理1.冲激响应：冲激响应是指当输入信号为冲激信号时，系统输出的响应。

冲激响应以单位冲激函数（单位面积、幅度为1的冲激信号）作为输入刺激。

2.阶跃响应：阶跃响应是指当输入信号为阶跃信号时，系统输出的响应。

阶跃响应以单位阶跃函数（单位跳跃量、幅度为1的阶跃信号）作为输入刺激。

实验中，我们会通过信号发生器输入冲激信号或阶跃信号给待测电路，然后利用示波器观察输出信号的波形，从而分析电路的冲激响应和阶跃响应特点。

四、实验步骤1.连接实验电路：将信号发生器的输出与待测电路的输入端相连，将待测电路的输出端与示波器的输入端相连，确保连接正确。

2.设置信号发生器：将信号发生器的模式调至脉冲调制，设置脉冲频率、幅度等参数，同时将信号发生器的输出信号类型选择冲激信号或阶跃信号。

3.设置示波器：将示波器的探头与待测电路的输出端连接，调整示波器的触发模式、水平和垂直刻度，确保输出波形清晰可见。

4.开始实验：依次将信号发生器选择为冲激信号和阶跃信号，并记录示波器上输出信号的波形。

五、实验结果与分析1.冲激响应实验：在示波器上观察到的冲激响应波形为单位冲激函数的形状，即在一个瞬间出现一个峰值，然后迅速衰减为0。

2.阶跃响应实验：在示波器上观察到的阶跃响应波形为单位阶跃函数的形状，即在输入信号发生突变瞬间，输出信号也会产生突变，通常会存在一个过渡过程。

根据输入信号的性质，冲激响应可以看作是对系统进行“激励”，从而观察系统的响应特性；而阶跃响应可以看作是对系统的边际条件进行“激励”，从而观察系统的边际响应特性。

六、实验总结通过本次实验，我深入了解了冲激响应和阶跃响应的特点和性质。

冲激响应是指当输入信号为冲激信号时，系统输出的响应；阶跃响应是指当输入信号为阶跃信号时，系统输出的响应。

阶跃响应与冲激响应实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对阶跃信号和冲激信号的响应进行实验，了解系统对不同输入信号的响应特性，掌握系统的阶跃响应和冲激响应的测试方法及实验步骤。

二、实验原理。

1. 阶跃响应。

阶跃信号是一种特殊的输入信号，其数学表达式为：\[f(t)=\begin{cases}。

0, & t<0 \\。

1, & t\geq0。

\end{cases}\]在实际系统中，当系统受到阶跃信号的刺激时，系统的输出响应即为系统的阶跃响应。

2. 冲激响应。

冲激信号是另一种特殊的输入信号，其数学表达式为：\[f(t)=\delta(t)\]其中，\(\delta(t)\)为狄拉克函数，其在t=0时取无穷大，其余时刻均为0。

在实际系统中，当系统受到冲激信号的刺激时，系统的输出响应即为系统的冲激响应。

三、实验内容。

1. 阶跃响应实验。

（1）搭建系统，将阶跃信号作为输入信号输入系统中；（2）记录系统的输出响应，并绘制出系统的阶跃响应曲线；（3）分析并总结系统的阶跃响应特性。

2. 冲激响应实验。

（1）搭建系统，将冲激信号作为输入信号输入系统中；（2）记录系统的输出响应，并绘制出系统的冲激响应曲线；（3）分析并总结系统的冲激响应特性。

四、实验步骤。

1. 阶跃响应实验步骤。

（1）按照实验要求搭建系统，将阶跃信号作为输入信号输入系统中；（2）记录系统的输出响应，并绘制出系统的阶跃响应曲线；（3）分析系统的阶跃响应特性，包括超调量、调节时间等。

2. 冲激响应实验步骤。

（1）按照实验要求搭建系统，将冲激信号作为输入信号输入系统中；（2）记录系统的输出响应，并绘制出系统的冲激响应曲线；（3）分析系统的冲激响应特性，包括零状态响应、零输入响应等。

五、实验结果与分析。

1. 阶跃响应实验结果与分析。

经过实验测试，我们得到了系统的阶跃响应曲线，并对其特性进行了分析。

通过分析，我们发现系统的超调量较小，调节时间较短，表明系统的动态响应特性较好。

冲击响应和阶跃响应实验报告冲击响应和阶跃响应是信号处理和控制系统中常用的两种响应模式，在测试和分析系统性能时具有重要意义。

以下是一个涵盖实验报告中必要内容的例子，可供参考。

1.实验简介冲击响应和阶跃响应实验是用于测试和分析控制系统的两种常见方法。

本实验旨在研究两种响应对于系统稳定性和响应速度等性能指标的影响，并掌握实际测试方法和数据处理技巧。

2.实验原理冲击响应和阶跃响应是两种由输入信号引起的系统响应模式。

冲击响应通常由短暂宽度的单个脉冲信号引发，可以分析系统的频率响应和幅度响应特性。

阶跃响应则是由持续波形的阶跃信号引发的，可以分析系统的稳态误差和响应速度特性。

3.实验装置本实验使用了示波器、信号发生器和控制系统模型等设备。

控制系统可以是机械、电子或者数学模型，实验中以PID电路模拟控制系统。

4.实验步骤（1）连接实验装置，按照电路图接线。

（2）设置信号发生器为单个脉冲波形，设置控制系统为PID模型，设定参数。

（3）将信号发生器的输出与控制系统输入连接，记录系统的冲击响应曲线。

（4）将信号发生器的输出设为阶跃信号，记录系统的阶跃响应曲线。

（5）根据曲线数据，计算系统的稳态误差、过冲量和响应时间等性能指标。

5.实验结果和分析通过本次实验，我们获得了系统的冲击响应曲线和阶跃响应曲线，并对曲线数据进行了处理和分析。

通过分析数据，我们可以得出以下结论：冲击响应曲线可以反映系统频率响应和幅度响应特性，适用于分析系统的高频性能和阻尼特性。

阶跃响应曲线可以反映系统的稳态误差和响应速度特性，适用于分析系统的动态响应性能。

根据系统性能指标的计算和分析，我们可以评估系统的运行状态和稳定性，并对控制参数做出调整，以达到更好的性能和响应速度。

6.实验总结本次实验让我们熟悉了两种响应模式的测试方法和分析技巧，对于掌握信号处理和控制系统设计具有指导意义。

同时，通过实验可得到的系统性能指标可以对系统的设计、调试和性能优化提供重要参考和依据。

实验一阶跃响应与冲激响应一、实验目的1、 观察和测量 RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2、 掌握有关信号时域的测量分析方法。

、实验仪器1、信号源及频率计模块 S22、模块一 S53、数字万用表4、双踪示波器三、实验原理、：(t)作为激励，LTI 连续系统产生的零状态响应称为单位冲激响图2-1冲激响应示意图以单位阶跃信号u(t)作为激励，LTI 连续系统产生的零状态响应称为单位阶跃响应，简称阶跃响应，记为 g(t)。

阶跃响应示意图如图2-2 :图2-2阶跃响应示意图阶跃激励与阶跃响应的关系简单地表示为:以单位冲激信号应，简称冲激响应，记为h(t)。

冲激响应示意图如图2-1:和(t)u(t)图2-3(b)冲激响应电路连接示意图tg (t ) =〕o_hk )dj 所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导数。

为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代 替阶跃信号。

而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

四、实验内容1、阶跃响应实验波形观察与参数测量设激励信号为方波，频率为 500Hz 。

实验电路连接图如图 2-3 ( a )所示。

①调整激励信号源为方波(即从S2模块中的P2端口引出方波信号)；调节频率调节旋钮 ROL1,使频率计示数 f=500Hz 。

g (t )= H U (t )1或者u (t )- g (t )如图2-3所示为RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应实验电路图,其响应有以下三种状态: 1、当电阻 时，称过阻尼状态;2、当电阻3、当电阻 时，称临界状态;时，称欠阻尼状态。

5阶跃响应电路连接示意图图 2-3(a)ri4C3Tl ]l I a.： (4)Tn©PL2:L 讥I-L2lOmH冲激信号是阶跃信号的导数，即②连接S2模块的方波信号输出端P2至S5模块中的P12。

③示波器CH1接于TP14，调整W1使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，观察各种状态下的输出波形，用万用表测量与波形对应的P12和P13两点间的电阻值（测量时应断开电源），并将实验数据填入表格2-1中。

阶跃响应与冲激响应实验报告实验目的：通过实验观察和分析阶跃响应与冲激响应的特性，了解系统的内部结构，并掌握相关的理论知识和实验技能。

实验原理：阶跃响应和冲激响应是系统响应的两种基本形式。

阶跃响应是指在系统输入给定单位阶跃信号时，系统的输出响应的变化规律；冲激响应是指在系统输入给定单位冲激信号时，系统的输出响应的变化规律。

阶跃响应和冲激响应是通过系统的单位阶跃响应和单位冲激响应两者来描述的。

实验装置及仪器：本实验采用模拟电路实验箱和万用表。

实验步骤：1、接线：按照电路图连接电路，将输入信号接入系统的输入端，将输出信号接入系统的输出端。

2、设置：将信号发生器设置成产生规定的阶跃或冲激信号。

3、测量：在万用表的监控下，在输入信号输入后，记录系统的输出信号变化规律，并记录下时间、幅值等参数。

4、分析：根据记录下来的数据，分析获取系统的单位阶跃响应和单位冲激响应，并计算相关的频率响应、相位响应等特性参数。

5、总结：结合实验结果和实际应用，对系统的性能进行综合评价，总结出实验的主要意义和结论。

实验结果：在实验中，我们以具体的电路为对象进行了阶跃响应和冲激响应实验，通过对实验中所记录的数据进行分析测算，得到了相应的阶跃响应和冲激响应曲线，并计算出了相关的频率响应和相位响应等参数。

实验分析：通过实验结果分析，我们发现阶跃响应和冲激响应是描述系统性能的非常实际和重要的两个参数，对于电路系统的设计、优化和运行都具有重要的指导作用。

同时，我们也发现不同的输入信号和不同的电路系统都会产生不同的响应曲线和参数，这需要我们进行更深入的研究和敏锐的观察。

实验结论：通过本次实验，我们掌握了阶跃响应和冲激响应的基本原理和测量方法，对于电路系统的分析和评价都有了更加清晰和深入的认识。

同时，我们也发现实验仪器和参数的选择、测量的精度等方面都对实验结果产生了一定的影响，这需要我们在实验中更加注重细节和准确性，以获得更加真实有效的结果。

阶跃响应和冲激响应实验报告总结一、实验目的本次实验的主要目的是通过对阶跃响应和冲激响应的测试，来了解系统的动态特性和时域响应特性，并掌握信号处理中常用的阶跃响应和冲激响应测试方法。

二、实验原理1. 阶跃响应阶跃响应是指在输入信号为单位阶跃函数时，系统输出的时间响应。

单位阶跃函数是一种特殊的信号，其表达式为：u(t) = {0, t<0; 1, t≥0}在实际测试中，可以通过将电压源接入被测系统后，使其输出一个单位阶跃信号，然后记录系统输出信号随时间变化的过程，并绘制出相应的阶跃响应曲线。

2. 冲激响应冲激响应是指在输入信号为单位冲击函数时，系统输出的时间响应。

单位冲击函数是一种特殊的信号，其表达式为：δ(t) = {0, t≠0; ∞, t=0}在实际测试中，可以通过将电压源接入被测系统后，使其输出一个单位冲击信号，然后记录系统输出信号随时间变化的过程，并绘制出相应的冲激响应曲线。

三、实验步骤1. 阶跃响应测试（1）将电压源连接到被测系统的输入端口。

（2）调节电压源输出为一个单位阶跃信号。

（3）记录系统输出信号随时间变化的过程，并绘制出相应的阶跃响应曲线。

2. 冲激响应测试（1）将电压源连接到被测系统的输入端口。

（2）调节电压源输出为一个单位冲击信号。

（3）记录系统输出信号随时间变化的过程，并绘制出相应的冲激响应曲线。

四、实验结果与分析1. 阶跃响应测试结果通过实验测试，我们得到了被测系统的阶跃响应曲线，如下图所示：图1：被测系统的阶跃响应曲线从图中可以看出，在输入信号为单位阶跃函数时，被测系统输出了一个典型的阶跃响应。

可以看到，在初始状态下，输出信号为0；当输入信号达到0时刻后，输出信号迅速上升并逐渐趋于稳定状态。

这种现象说明了被测系统具有较好的动态特性和稳态特性。

2. 冲激响应测试结果通过实验测试，我们得到了被测系统的冲激响应曲线，如下图所示：图2：被测系统的冲激响应曲线从图中可以看出，在输入信号为单位冲击函数时，被测系统输出了一个典型的冲激响应。

冲激响应和阶跃响应实验报告一、实验目的本次实验旨在深入理解和掌握线性时不变系统（LTI）的冲激响应和阶跃响应的概念、特性以及求解方法。

通过实际的实验操作和数据测量，观察和分析系统在冲激和阶跃输入信号作用下的输出响应，进一步认识系统的时域特性，为后续的系统分析和设计打下坚实的基础。

二、实验原理（一）冲激响应冲激响应是指线性时不变系统在单位冲激信号δ(t) 作用下的零状态响应，记为 h(t)。

对于连续时间 LTI 系统，其冲激响应满足卷积积分的关系：y(t) ＝ x(t) h(t)其中，x(t) 为输入信号，y(t) 为输出信号。

单位冲激信号δ(t) 的定义为：δ(t) ＝ 0 （t ≠ 0）∫（∞，＋∞）δ(t) dt ＝ 1（二）阶跃响应阶跃响应是指线性时不变系统在单位阶跃信号 u(t) 作用下的零状态响应，记为 g(t)。

单位阶跃信号 u(t) 的定义为：u(t) ＝ 0 （t ＜ 0）u(t) ＝ 1 （t ≥ 0）三、实验设备与软件1、示波器2、函数信号发生器3、实验电路板4、计算机及相关软件四、实验内容与步骤（一）冲激响应的测量1、按照实验电路图搭建实验电路，选择合适的电阻、电容等元件。

2、利用函数信号发生器产生单位冲激信号，并将其输入到实验电路中。

3、使用示波器观察并记录输出信号的波形，测量其幅度、上升时间、下降时间等参数。

（二）阶跃响应的测量1、重新调整实验电路，使其适用于阶跃响应的测量。

2、由函数信号发生器产生单位阶跃信号，并输入到实验电路中。

3、通过示波器观察并记录输出信号的阶跃响应波形，测量其稳态值、上升时间等参数。

五、实验数据与分析（一）冲激响应数据记录了不同实验条件下冲激响应的波形和相关参数，如下表所示：｜实验条件|幅度|上升时间|下降时间|｜｜｜｜｜｜条件 1|＿____|＿____|＿____|｜条件 2|＿____|＿____|＿____|通过对数据的分析，可以发现冲激响应的幅度与电路中的元件参数有关，上升时间和下降时间则反映了系统的响应速度。

阶跃响应与冲激响应实验报告阶跃响应与冲激响应实验报告引言：在探索信号响应特性时，阶跃响应和冲激响应是两个重要的实验方法。

本实验旨在通过测量阶跃响应和冲激响应的方式，研究信号的时域特性与系统的频域特性，并进一步了解系统的稳定性和动态响应。

实验目的：1. 通过测量阶跃响应，了解系统的时域特性，如超调量、峰值时间和上升时间等。

2. 通过测量冲激响应，了解系统的频域特性，如幅频特性和相频特性等。

3. 分析实验结果，探讨系统的稳定性和动态响应。

实验装置：本实验使用了一个简单的二阶惯性系统，包括一个电压源、一个二阶低通滤波器和一个示波器。

电压源用于提供输入信号，二阶低通滤波器用于模拟系统的传递函数，示波器用于测量输出信号。

实验步骤：1. 连接实验装置，确保电路连接正确并稳定。

2. 设置示波器参数，选择适当的时间和电压刻度，以便观察信号的变化。

3. 调节电压源输出，使其产生一个阶跃信号。

记录输出信号的变化，并测量超调量、峰值时间和上升时间等参数。

4. 调节电压源输出，使其产生一个冲激信号。

记录输出信号的变化，并测量幅频特性和相频特性等参数。

5. 重复实验步骤3和4，分别改变系统的参数，如阻尼比和共振频率等，观察其对响应特性的影响。

实验结果与分析：通过实验测量得到的阶跃响应和冲激响应数据，可以绘制出相应的图表。

在阶跃响应图中，可以观察到系统的超调量、峰值时间和上升时间等参数。

在冲激响应图中，可以观察到系统的幅频特性和相频特性。

根据实验结果，我们可以分析系统的稳定性和动态响应。

当超调量较小、峰值时间较短、上升时间较快时，系统的动态响应较好，稳定性较高。

而当超调量较大、峰值时间较长、上升时间较慢时，系统的动态响应较差，稳定性较低。

此外，通过观察冲激响应图，我们可以了解系统的频域特性。

幅频特性可以告诉我们系统对不同频率信号的衰减程度，相频特性可以告诉我们系统对不同频率信号的相位差。

这些信息对于进一步分析系统的频域特性和设计滤波器等都具有重要意义。

实验1阶跃响应与冲激响应仿真实验一 阶跃响应与冲激响应一、实验目的1. 观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2. 掌握有关信号时域的测量方法。

二、实验原理说明实验如图1—1所示为RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应，其响应有以下三种状态：1. 当电阻C L R 2>时，称过阻尼状态；2. 当电阻C L R 2=时，称临界状态；3. 当电阻CL R 2<时，称欠阻尼状态。

2UoGNDGNDUo(a) 微分电路 (b) RLC 被测电路图1-1 实验电路1冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导数。

为了便于用示波器观察响应波形，实验用中用周期方波代替阶跃信号。

而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

三、实验内容1. 阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为2.0V 有效值，频率为500Hz 。

1）根据图1-1所示，将信号发生器输出端与RLC 串联电路的输入端连接，如图1-2所示。

注意：考虑实际电路中内阻的影响，在信号发生器一端接入一电阻Ω=100SR 。

2）示波器A 通道接于RLC 电路的输入端，通过示波器观察调整激励信号为周期方波，如图1-2所示。

注意：在调整信号发生器的输出参数时，应当连接上负载后，通过示波器观察RLC 电路的输入端满足激励的要求进行调节。

3）将示波器B 通道接于RLC 电路的输出端，如图1-2所示。

4）由C L R 2=得，R =632Ω。

Ω==532-1SR R R 。

即当Ω=5321R 时为临界状态；Ω<5321R 时为欠阻尼状态；Ω>5321R 时为过阻尼状态。

调整R 1的参数值为欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并通过示波器的输出端分别观察电路工作于三个状态时所对应输出波形，并将对应的实验数据填入表格1-1中。

2注意：每一次元件参数调整后，都需要重新仿真开关。

实验三系统的冲激响应和阶跃响应分析一、实验目的掌握系统的冲激响应和阶跃响应的概念及其时域求解方法二、原理说明在L TI系统的时域分析中，除了可以利用经典方法求解某些系统的零状态响应外，还可以利用卷积积分求解系统的零状态响应。

这就需要求解系统的单位冲激响应和单位阶跃响应。

单位冲激响应h(t) 定义为系统初始状态为零，系统在冲激函数δ(t)作用下所产生的零状态响应.即h(t)=T[{0},δ(t)]其中T 为系统的变换算子。

而系统在任意激励f(t)作用下所形成的零状态响应Yf(t)=f(t)*h(t).单位冲激响应不仅在此有重要意义，而且对于描述系统的时域特性也有非常重要的意义。

单位阶跃响应g(t)定义为系统初始状态为零且在单位阶跃信号ε(t)作用下产生的零状态响应，即g(t)═ T[{0},ε(t)]。

二阶系统是工程中最常见的系统,在不同阻尼比ξ下，系统的阶跃响应不同。

三、预习要求单位冲激响应及阶跃响应的经典求解方法四、内容和步骤1. 二阶系统的传递函数为：2222)(nn n s s s H ωξωω++= 可用如下程序作出其单位阶跃响应和冲激响应波形曲线.(简单起见令n ω=1).参考程序一、CloseHold onzeta=[0.1 0.2 0.4 0.7 1.0];num=[1];t=0:0.01:12;for k=1:5den1=[1 2*zeta(k) 1];printsys (num,den1,’s’);[y1(:,k),x]=step(num,den1,t);den2=[1 zeta(k) 1];[y2(:,k),x]=impulse(num,den2,t);subplot(2,1,1),plot(t,y1(:,k));hold onsubplot(2,1,2),plot(t,y2(:,k));hold onend2. 自己构造一四阶以上连续系统系统函数,并求其阶跃响应和冲激响应波形.五、报告要求1.调试四1中程序,记录运行结果.2.用解析法求解步骤四1中系统的冲激响应和阶跃响应.3.若步骤四1中给定系统增加一个0 s处零点，系统时域特性有什么变化？4.写出步骤四1程序中各主要部分的功能5.分析系统时域响应波形，得出系统时域参数（上升时间和误差）永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式2008-11-07 来源：internet 浏览：504主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等。

实验一 阶跃响应与冲激响应一、实验目的1、观察和测量RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2、掌握有关信号时域的测量方法。

二、实验原理说明实验如图1—1所示为RLC 串联电路的阶跃响应与冲激响应，其响应有以下三种状态：1、当电阻R ＞2 LC时，称过阻尼状态； 2、当电阻R = 2 LC时，称临界状态；640欧 3、当电阻R ＜2LC时，称欠阻尼状态。

mH10nF100TP905P904TP906P903C902R902nF47P905TP908P906W902TPGNDC903L902TPGNDTP909ΩK 10ΩK 1图1-1冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导数。

为了便于用示波器观察响应波形，实验用中用周期方波代替阶跃信号。

而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

阶跃响应三、实验内容1、阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为1.0V 有效值，频率为500Hz 。

①根据图1—1所示，将信号源输出端TP701与RLC 串联电路的输入端P905连接。

②示波器CH1接于TP701，通过观察示波器调整激励信号源为方波（将J701设置于“SQU”）；调节W705频率旋钮，使其频率f=500Hz；调节W701幅度旋钮，使信号幅度为1.0V（有效值）。

注意：在调整信号源的输出参数时，应当连接上负载后再进行调节。

③将示波器CH1接于RLC串联电路的输出端TP909，调整W902，通过观察示波器的输出波形使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将对应的实验数据填入表格1—1中。

表1—1状态参数测量欠阻尼状态临界状态过阻尼状态参数测量R< 欧（理论计算值）rt= 毫秒pt= 毫秒st= 毫秒= %R= 欧（理论计算值）rt= 毫秒R> 欧（理论计算值）rt= 毫秒波形观察注：描绘波形要使三种状态的X轴坐标（扫描时间）一致；各个测量参数的含义见附录中的说明。

冲激响应和阶跃响应实验报告一、实验目的通过实验，了解冲激响应和阶跃响应的基本概念和特性，进一步掌握信号与系统的应用和分析方法。

二、实验原理1. 冲激响应冲激响应是指系统对冲激信号的响应。

冲激信号是一种具有瞬时高幅度，持续时间极短的信号。

在实际中通常使用一段宽度很小的方波代替，即取宽度很小的矩形脉冲。

2. 阶跃响应阶跃响应是指系统对阶跃信号的响应。

阶跃信号是一种瞬时跃变的信号，从零到某一定值的跃变称为正跃变，实际上是由一个比较窄的方波组成。

从某一定值到零的跃变称为负跃变。

三、实验内容1. 冲激响应实验（1）将信号发生器输出相干的正弦波信号，并接入可变数字延时器。

（2）在延时器的输出端连接一个手动开关，按下手动开关，可以在延时时间内给信号发生器输出一个矩形脉冲，瞬间充当冲激信号。

（3）观察接收信号的波形，并记录数据。

2. 阶跃响应实验（1）将信号发生器输出一个幅度为零的正弦波信号，并接入比例调节器。

（2）比例调节器将幅度非线性放大，形成一个输入阶跃信号。

（3）接收信号并观察波形，记录数据。

四、实验结果1. 冲激响应实验结果（1）观察到响应信号最大幅值为4.5V。

（2）响应时间为0.375ms。

（3）计算得到冲激响应函数为H(t) = 12.0^4.5 e^(-18.75t)u(t)。

2. 阶跃响应实验结果（1）观察到阶跃信号到达峰值的时间为5.5ms。

（2）观察到响应信号最大幅值为6.3V。

（3）根据观察数据计算得到阶跃响应函数为H(t) = 1.8e^(-5.5t)u(t)。

五、实验结论在冲激响应实验中，得到了系统的冲激响应函数，该函数表明系统在接收到一个冲激信号时，系统输出的响应。

而在阶跃响应实验中，得到了系统的阶跃响应函数，该函数表明系统在接收到一个阶跃信号时输出的响应。

这两个函数是系统的重要性质，也是深入探究系统响应特性的基础。

六、实验注意事项（1）实验中需要小心操作，避免短路或电流过大等故障。