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目录第一章硬件资源 (1)第二章软件的使用 (3)第三章实验系统部分 (5)实验一典型环节及其阶跃响应 (5)实验二二阶系统阶跃响应 (8)实验三控制系统的稳定性分析 (11)实验四连续系统串联校正 (13)第一章 硬件资源实验系统主要由计算机、AD/DA 采集卡、自动控制原理实验箱、打印机（可选）组成如图1，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。
图1 实验系统构成实验箱面板如图2：图2实验箱面板下面主要介绍实验箱的构成： 一、 系统电源EL-AT 教学实验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： 1． 输入电压：AC 220V2． 输出电压/电流：＋12V/0.5A,-12V/0.5A,+5V/2A 3． 输出功率：22W4． 工作环境：－5℃～＋40℃。
二、AD/DA采集卡AD/DA采集卡如图3采用ADUC812芯片做为采集芯片，负责采样数据及与上位机的通信，其采样位数为12位，采样率为10KHz。
在卡上有一块32KBit的RAM62256，用来存储采集后的数据。
AD/DA采集卡有两路输入（AD1、AD2）、输出（DA1、DA2），其输入和输出电压均为－5V～+5V。
另外在AD/DA卡上有一个9针RS232串口插座用来连接AD/DA卡和计算机20针的插座用来和控制对象进行通讯图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七组由放大器、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。
这样通过对这七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．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。
《自动控制原理》目录实验一典型环节及其阶跃响应实验二二阶系统阶跃响应实验三控制系统的稳定性分析实验四控制系统的频率特性实验五连续控制系统的串联校正实验六数字PID控制实验实验七离散控制系统实验实验八非线性控制系统实验第一部分 《自动控制原理》实验 实验一 典型环节及其阶跃响应预习要求：1、复习运算放大器的工作原理；了解采用A μ741运算放大器构成各种运算电路的方法；2、了解比例控制、微分控制、积分控制的物理意义。
一、实验目的1、学习自动控制系统典型环节的电模拟方法，了解电路参数对环节特性的影响。
2、学习典型环节阶跃响应的测量方法；3、学会根据阶跃响应曲线计算确定典型环节的传递函数。
二、实验内容1、比例环节 电路模拟：图1-1传递函数： 2211()()()U s RG s U s R ==-2、惯性环节电路模拟：图1-2A/D1D/A1200KA/D1传递函数： 22112()/()()11U s R R KG s U s Ts R Cs ==-=-++ 3、积分环节 电路模拟：图1-3传递函数： 21()11()()U s G s U s Ts RCs==-=-4、微分环节 电路模拟：图1-4传递函数： 211()()()U s G s s RC s U s τ==-=-5、比例微分 电路模拟：图1-5传递函数： 222111()()(1)(1)()U s RG s K s R C s U s R τ==-+=-+6、比例积分电路模拟：D/A1A/D1A/D1A/D1图1-6传递函数： 22112()11()(1)(1)()U s R G s K U s Ts R R Cs==-+=-+三、实验步骤1、计算机与实验箱的连接1）用串行口线将计算机串行口与实验箱相联。
2）打开实验箱的电源，指示灯亮，双击在桌面上的“自动控制实验系统”图标，运行自动控制实验系 统软件。
3）下拉“串口测试”窗口，单击“串口测试”，如果测试窗口出现数字码，表示计算机与实验箱已经连接好，可以继续下面的实验。
第一部分 THBDC-1控制理论·计算机控制技术实验平台使用说明书第一章系统概述“THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台”是我公司结合教学和实践的需要而进行精心设计的实验系统。
适用于高校的控制原理、计算机控制技术等课程的实验教学。
该实验平台具有实验功能全、资源丰富、使用灵活、接线可靠、操作快捷、维护简单等优点。
实验台的硬件部分主要由直流稳压电源、低频信号发生器、阶跃信号发生器、低频频率计、交/直流数字电压表、数据采集接口单元、步进电机单元、直流电机单元、温度控制单元、单容水箱、通用单元电路、电位器组等单元组成。
上位机软件则集中了虚拟示波器、信号发生器、VBScript和JScript脚本编程器、实验仿真等多种功能于一体。
其中虚拟示波器可显示各种波形，有X-T、X-Y、Bode图三种显示方式，并具有图形和数据存储、打印的功能，而VBScript脚本编程器提供了一个开放的编程环境，用户可在上面编写各种算法及控制程序。
实验台通过电路单元模拟控制工程中的各种典型环节和控制系统，并对控制系统进行仿真研究，使学生通过实验对控制理论及计算机控制算法有更深一步的理解，并提高分析与综合系统的能力。
同时通过对本实验装置中四个实际被控对象的控制，使学生熟悉各种算法在实际控制系统中的应用。
在实验设计上，控制理论既有模拟部分的实验，又有离散部分实验；既有经典理论实验，又有现代控制理论实验；而计算机控制系统除了常规的实验外，还增加了当前工业上应用广泛、效果卓著的模糊控制、神经元控制、二次型最优控制等实验。
数据采集部分则采用实验室或工业上常用的USB数据采集卡。
它可直接插在IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机USB通讯口上，其采样频率为350K；有16路单端A/D模拟量输入，转换精度均为14位；4路D/A模拟量输出，转换精度均为12位；16路开关量输入，16路开关量输出。
第二章硬件的组成及使用一、直流稳压电源直流稳压电源主要用于给实验平台提供电源。
第二节CZ-AC型自动控制原理实验箱与THDAQ虚拟实验设备1.1 THDAQ-USB2.0计算机辅助实验系统简介THDAQ-USB 2.0计算机辅助实验系统是用虚拟仪器技术实现的软硬件相结合的组合仪器系统。
它以计算机为基础，集双通道低频数字存储示波器、双通道程控函数信号发生器于一体，既可与自控原理、信号与系统、模拟电路等实验箱相结合，完成各种复杂的实验内容，也可在工程实践中发挥作用，完成各种低频信号的测试、测量功能。
硬件上它通过USB口与计算机相连，方便快捷，台式机、笔记本电脑均可使用。
技术性能1、信号采集部分AD性能：双通道，12位AD采样频率：最高500K SPSAD采样幅度综合误差：±1LSBAD输入阻抗：1兆欧AD输入电压范围：-10V～+10VX轴时基：50us～20s/divY轴灵敏度：20mV～5V/div（1X探头）触发方式：PC机软件触发2、信号源部分DA性能：双通道，12位信号波形类型：正弦波、方波、三角波、锯齿波、脉冲等信号输出频率：0.01Hz～10KHz信号输出幅度：-5V～+5V系统配置PC机要求：较新配置计算机（台式机、笔记本均可），带USB 2.0接口操作系统：Windows2000/WindowsXP/Windows7 32位1.2 THDAQ-VILAB虚拟仪器套件使用说明一、概述THDAQ-VILAB用户说明向用户简单介绍如何安装和使用THDAQ-VILAB虚拟仪器套件。
本使用说明包含软件基本功能，基本操作和使用注意事项等内容。
THDAQ-VILAB虚拟仪器套件是我公司开发研制的新型虚拟测试仪器。
它可以产生多种信号，并具有双通道示波器功能。
其主要包含两大模块：任意信号发生器，双通道虚拟示波器。
1.1驱动安装（1）用USB2.0扁口线把采集卡与主机相连，打开电源开关S1，完成物理连接。
在桌面下方弹出发现新硬件的提示如图1-1；图1-1（2）在主机上自动弹出搜索驱动的对话框如图1-2，选择从列表或指定位置安装（高级）选项，点击下一步；图1-2（3）根据新硬件安装向导，进行安装，在如图1-3中输入驱动程序所在的路径，点击下一步；图1-3（4）将采集卡的驱动程序包THDAQ_ALLversion所在的位置输入相应的对话框，将THDAQloader.sys进行安装完毕后，会弹出如图1-4所示向导；图1-4（5）单击“仍然继续”按钮，安装ezusb.sys，主机显示此设备可以使用了。
天津大学812自动控制理论考研资料+经验812自动控制理论是天津大学电气与自动化工程学院考研唯二的两门专业课之一，复习起来是有一定难度的。
天津考研网邀请到了以高分被录取的考研专业课是自动控制理论的研究生学长为我们录制了一份免费的专业解析视频“天津大学812自动控制理论考研经验心得”，可直接搜索。
该视频是由曾以高分被天津大学自动化学院控制科学与工程专业录取的学长学姐们为广大考研小伙伴们倾力打造的专业课复习指导视频。
使得小伙伴们对自动控制理论专业课考试有一个总体的认识。
从而在开始复习专业课前能有一个清晰的思路，对考试有一个宏观的把握。
天津考研网同时还为报考天津大学812自动控制理论的同学们整理了一些专业课复习资料以及学长学姐们的复习经验，希望能对大家的复习有所帮助。
下面天津考研网就为考研小伙伴们详细说说812自动控制理论的复习。
<一>天津大学812自动控制理论考研主要参考教材1、自动控制原理，科学出版社，夏超英2、自动控制原理，科学出版社，胡寿松3、现代控制理论，机械工业出版社，刘豹4、现代控制理论，科学出版社，夏超英专业课复习基础阶段需要将参考教材看1-2遍，达到基础知识无盲点，通过天津大学本科课件、笔记、讲义等资料配合参考书使用，可以更好的把握天大本科授课重点。
但对于跨考生来说这些资料的收集是有一定难度的。
针对这种情况天津考研网组织多名一线大学老师及过去几年在天津大学研究生初试中专业课取得高分的考生共同编写及整理了《天津大学812自动控制理论考研红宝书》，来帮助报考天津大学理学院的专业课基础不扎实，对院系信息了解较少的同学复习。
<二>天津大学812自动控制理论考研参考书《天津大学812自动控制理论考研红宝书》已于编写者签订资料保真转让协议，各位考研同学可放心使用参考！包括以下几方面重要内容：1、自动化学院及学科介绍：本校研究生对天津大学自动化专业详细介绍:主要内容包括学院概况，详细的导师介绍，包括不同方向导师的专业研究方向和兴趣，以及研究成果等等。
在天津大学自动控制理论复习中，资料、真题及讲义是必不可少的。
很多同学，特别是跨专业考生，在复习中没办法掌握重点，所以走了很多弯路。
而考研资料和讲义就可以让考生们在复习中迅速找到重点范围，掌握复习技巧。
另外、真题可以让考生掌握近几年的出题方向，测试自己的复习结果。
针对同学的复习情况，天津考研网独家推出了天津大学自动控制理论考研复习资料，以下为资料相关介绍。
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尤其2006-2011年的答案均为出题老师判卷标准答案，内部获得，市场唯一推出；3、天津大学812自动控制理论2007-2011年考研真题解析，由本院资深团队主创，视频格式，光盘发送，对考研真题进行了详细讲解并做深度分析，总结出题规律，进行必要的答题技巧点拨，同时在关键时刻做考点预测，全国独家研发；第二部分天津大学自动控制理论核心资料：1、天津大学自动控制理论03－06、08（两套）、2011年、2013年考研辅导班笔记，03、04为最后两次校内主办，出题老师主讲，众所周知透题班，重要性可见一斑，2011年、2013年考研笔记为独家推出，历年对比参考，自己总结重点、趋势以推测今后出题思路，非常有效；3、天津大学自动控制理论本科笔记两套，重点突出，对比使用效果更好，跨校考生可侧面了解天大授课重点；4、天津大学现代控制理论课件，教师授课用，配合本科笔记感受天大授课课堂；5、天津大学自动控制理论简明教程，天津大学自动化学院内部本科上课讲义，不对外出售，由夏老师主编，书中有本科生上课勾画重点笔记，仅提供PDF电子版，现代控制部分用的不是这个讲义(用的是高教的教材)；6、天津大学自动控制理论2007-2013年考研大纲，打印版，通过历年大纲对比可以更深入了解历年考试考点及参考书目变化情况从而预测趋势，独家提供；7、天津大学自动化专业复试资料，包括分数线、录取数据、复试笔记题、复试实验题、面试题，对于复试具有重要指导意义，独家资料；8、天津大学自动控制理论考研复习心得（初试+复试），由高分考生聚合多位同学经验执笔而成，对于自控考研具有重要参考价值，资料为打印版8页，包括：一、学院学科介绍、导师和招生情况介绍；二、试题风格的重大转变（较之以前的做出了整体分析）三、考试重点及复习方法（按章节顺序做出了具有针对性的分析，指出备考重点、难点。
自动控制理论实验讲义天津大学自动化学院2004实验一 自动控制系统的模拟实验一. 实验目的：1. 学习应用运算放大器线性组件模拟自动控制系统的方法。
了解应用模拟的方法分析自动控制系统的原理。
2. 通过实验，验证线性自动控制系统中： 1) 系统开环增益和系统动态性能的关系。
2) 各组成环节的时间常数的分布对系统的动态性能的影响。
3) 增加开环极点或开环零点对系统的动态性能的影响。
二. 实验内容：1. 应用运算放大器模拟惯性环节（图1-1）()1KG s Ts =+，其中1,x o R K T R C R =-=(秒)观察输入讯号u r 为阶跃函数时的输出电压u c 的过渡过程曲线。
2.按照图1-2系统，当K 分别等于0、5、2、4时，输入电压u r 为阶跃函数，由示波器上描绘系统的过渡过程曲线，并响应读出超调量6%，上升时间t p 及调节时间t s 。
图1-23. 改变线路为图1-3所示系统，记录当错开时间常数之后的过渡过程，与2中同样放大倍数(K)时的系统的过渡过程进行比较。
图1-34. 改接线路如图1-4所示系统，系统增加一个开环极点，记录其相应的过渡过程。
图1-45. 改接线路为图1-5所示之系统，记录增加零点的系统过渡过程。
τ值分别为0.05，0.1，0.2，其中比例-积分环节的模拟线路，可采用图1-6的线路，其传递函数为：121212()(1)Gs s kR RCR R R R k R ττ=+⋅=++=(秒)图1-56. 观察比例-微分环节输出的过渡过程曲线。
三．预习报告内容：1. 画出所有进行试验的系统的模拟图，如图1-7中k=0.5时，应画出如下的模拟图，图中应标明相应的参数。
2. 用时域方法求出图1-2中所对应系统的动态品质，求出相应的E ，ωn ，t p ，t s 和σ%。
3.用根轨迹法去近似估计图1-4和图1-5所对应系统得动态品质。
四．本实验是用XM-I型系统模拟实验仪进行实验因此，在实验前应对该实验仪的排版有较清楚的了解，以便拟定正确的接线图。
《自动控制理论》讲稿(完整版)《自动控制理论》讲稿自动控制原理是自动化类专业基础课，是自动控制技术的基础，是研究自动控制共同规律的技术科学。
自动控制理论可分为自动控制原理（经典控制理论）和现代控制理论。
开始主要用于研究工程技术领域的自动控制问题，现已将其应用范围扩展工程领域，如应用到经济学、生物医学、社会学、生产管理等领域。
自动控制理论已成为普遍使用的基础理论。
我们本学期介绍的自动控制原理是自动控制技术基础的基础，计划授课85学时，其中10学时用于实验。
参考书：《自动控制原理》，天大、技师、理工合编，天津大学出版社;《自动控理论》，两航一校合编，国防工业出版社;《现代控制工程》，（日），绪方胜彦，科出版社;《自动控制系统》，（美），本杰明，水利电力出版社;《线性系统理论》《反馈控制理论》自动控制理论：经典控制理论（自控原理）现代控制理论自动控制理论的划分是以控制理论发展的不同阶段人为归纳为：建立在时域法、频率法和根轨迹法基础上的经典控制理论和建立在状态空间法基础上的现代控制理论。
经典控制理论：主要研究单输入、单输出（SISO）线性定常系统的分析和设计问题。
其基本方法是采用描述输入-输出关系的传递函数为基础，包括：时域法、频域法、根轨迹法、相平面法等，工具：乃氏曲线，伯德图，尼氏图，根轨迹等曲线。
现代控制理论：主要研究具有多输入-多输出系统（MIMO）、变参数系统的分析和设计问题。
基本方法是：采用描述系统内部特征的状态空间的方法，更多的采用计算机作为其工具。
自动控制原理包括下列内容：第一章：控制理论的基本概念，开、闭环，分类第二章：数学模型即：描述系统运动状态的数学表达式——微分方程、传递函数、结构图信、号流程图第三章时域分析法：动态性能、静态性能、一二阶系统分析第四章根轨迹分析法：常规根轨迹、特殊根轨迹第五章频域分析法：频率特性、频域指标、频域分析第六章系统综合与校正第七章非线性系统与分析第八章采样控制系学习要求：1.掌握自动控制系统的一般概念及其组成与分类；2.掌握控制系统的基本性能要求。
自动控制原理：以自动控制系统为对象，学习研究从各类控制系统所抽象出来的，具有共性的规律（组成原理，数学模型，各种分析方法及基本设计方法）。
抽象性、综合性较强，用较多的数学工具解决应用问题。
第一章1.1 引言1.1.1 基本概念（1）自动控制：不需要人直接参与，而使被控量自动的按预定规律变化的过程，叫自动控制。
①不需要人直接参与；②被控量按预定规律变化。
（2）自动控制系统：为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有机组合体①实体；②有机组合1.1.2 自动控制技术及应用自动控制应用极为广泛，在工业、国防、航空航天、交通、农业、经济管理、以及人们的日常生活，处处可见。
1.1.3 自动控制理论的发展 一般可分为三个阶段：（1）第一阶段。
时间为本世纪40～60年代，称为“经典控制理论”时期。
三大分析方法:时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法.（2）第二阶段。
时间为本世纪60～70年代，称为“现代控制理论”时期。
（3）第三阶段。
时间为本世纪70年代末至今。
70年代末，控制理论向着“智能控制”方向发展。
（1）被控对象（2）被控量（被调参数，输出量）（3）给定量（参考输入量，给定信号）（4）扰动量（扰动输入量，扰动信号，干扰量）（5）测量信号（6）偏差信号（详见课本）1.2 自动控制技术中的基本控制方式系统的基本控制方式按有无反馈，即按结构分为三大类：开环控制、闭环控制、复合控制。
1.2.1 开环控制系统 (1)定义开环控制是一种最简单的控制方式，在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。
示意图：优点：结构简单、调整方便、成本低缺点：控制精度低、对扰动没有控制能力。
用于输出精度要求低的场合。
若出现扰动，只能靠人工操作，使输出达到期望值1.2.2 闭环控制系统——重点控制装置与被控对象之间既有正向作用，又有反向联系的控制过程，也称为反馈控制①系统的输出参与控制，系统结构图构成回路②依靠偏差进行控制的系统，只要偏差存在，就有控制作用，其结果试图使偏差减小 ③控制精度高④对系统内部除反馈通道和给定通道外的一切扰动都有抑制作用 ⑤引起振荡1.2.3 复合控制系统将开环控制和闭环控制系统结合在一起，构成复合控制系统。
第一章前言自动控制理论是一门专业基础理论课，为了使学生能有较直观的认识，培养理论联系实际的基本技能，特开设了这门课的实验。
实验的目的是将该课程所论述的某些基本原理、基本的分析方法，通过这些实验加以论证和检验，学生们根据实验结果，利用所学过的理论知识，通过分析找出内在的联系，从而加深对自动控制理论基本概念的理解。
同时培养学生实事求是，严谨的科学作风。
一、本实验课使用的仪器为西安唐都科教仪器公司的TDN-ACS+实验系统。
二、为了确保实验质量及人身、仪器设备的安全，在实验的过程中，要求学生必须注意以下几点：1．实验前必须阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，对实验中所用仪器设备的基本工作原理和使用方法要有所了解。
2．实验前必须做好实验预习，明确每次实验的目的，弄清楚实验内容、要求、方法，了解实验原理才能做实验。
3．为了确保安全，严格按实验指导书的要求进行接线和操作，须经检查和指导教师认定合格后再通电。
4．做实验时，要严肃认真，仔细观察实验现象，作好各种数据、图形的记录，并由指导教师复查后才能结束实验。
5．在实验过程中，如需要变动连线，必须先将实验仪器设备断电，再进行拆、连线。
以免引起短路，从而造成仪器损坏。
6．实验必须严格按操作规程正确使用仪器设备。
如发现仪器出现故障，应立即断电，并报告指导教师处理，不得擅自拆修仪器设备。
7．实验完毕，必须经指导教师审核签字后，方可进行拆线，清理现场，将全部仪器设备复归原位，然后离开教室。
8．要独立写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正、图表清楚的实验报告。
数据真实、准确，结论明确。
9．爱护公共财产，损坏仪器设备必须及时报告，认真检查原因，从中吸取教训，并按校方规定的赔偿办法处理。
10．对于不认真预习，对实验目的、方法、内容不了解以及不认真对待实验者，严重违反规章制度者，指导教师有权停止其实验。
三、实验结束后，要认真编写实验报告。
报告要求：文理通顺、字迹工整、数据和图表齐全，除实验数据和实验现象同组同学可共用外，分析和计算必须由学生独立完成。
自动控制理论实验讲义天津大学自动化学院2004实验一 自动控制系统的模拟分析一. 实验目的：1. 学习应用运算放大器线性组件模拟自动控制系统的方法。
了解应用模拟的方法分析自动控制系统的原理。
2. 通过实验，验证线性自动控制系统中：1) 系统开环增益和系统动态性能的关系。
2) 各组成环节的时间常数的分布对系统的动态性能的影响。
3) 增加开环极点或开环零点对系统的动态性能的影响。
二. 实验内容：1. 应用运算放大器模拟惯性环节（图1-1）()1K G s Ts =+，其中1,x oR K T R C R =-=(秒)观察输入讯号u r 为阶跃函数时的输出电压u c 的过渡过程曲线。
2. 按照图1-2系统，当K 分别等于0.5、2、4时，输入电压u r 为阶跃函数，由示波器上描绘系统的过渡过程曲线，并响应读出超调量6%，峰值时间t p 及调节时间t s 。
图1-23. 改变线路为图1-3所示系统，记录当错开时间常数之后的过渡过程，与2中同样放大倍数(K)时的系统的过渡过程进行比较。
图1-34. 改接线路如图1-4所示系统，系统增加一个开环极点，记录其相应的过渡过程。
图1-45. 改接线路为图1-5所示之系统，记录增加零点的系统过渡过程。
τ值分别为0.05，0.1，0.2，其中比例-积分环节的模拟线路，可采用图1-6的线路，其传递函数为：1212120()(1)G s s kR R C R R R R k R ττ=+⋅=++=(秒)图1-56. 观察比例-微分环节输出的过渡过程曲线。
三．预习报告内容：1. 画出所有进行试验的系统的模拟图，如图1-7中k=0.5时，应画出如下的模拟图，图中应标明相应的参数。
2. 用时域方法求出图1-2中所对应系统的动态品质，求出相应的E ，ωn ，t p ，t s 和σ%。
3.用根轨迹法去近似估计图1-4和图1-5所对应系统得动态品质。
四．本实验是用ACT--3型系统模拟实验仪进行实验因此，在实验前应对该实验仪的排版有较清楚的了解，以便拟定正确的接线图。
五．系统模拟装置简介1.信号输出：由 12V可调电源作为给定电压，从信号输出点加到放大器的输入端。
调节信号时旋转“信号调节”旋钮。
测量信号大小时按“信号测量”按钮，改变信号极性按下“信号极性”开关“+”或“-”。
2.在装置投入运行前，一定要先对各运算放大器进行调零，按下“调零”按钮，通过“输出选择”拨码开关，测量各运放的输出值。
并进行“0”位调整。
3.各运放接线板图如图1-8所示。
通过插接导线连接成所需的电路和参数。
实验三 根轨迹仿真分析一. 实验目的：1. 学习和掌握根轨迹的原理及绘制方法2. 掌握开环零、极点在不同配置时，闭环根轨迹的变化特点及对系统动态性能的影响。
3. 掌握当增加开环零、极点时，闭环根轨迹的变化特点及对系统动态性能的影响。
4. 知道产生零度根轨迹的原因，了解参数根轨迹的绘制方法。
5. 了解运用计算机仿真绘制根轨迹的方法。
二. 实验内容：1. 观察二极点一零点系统的根轨迹(1).指出该根轨迹的起始点与终止点，并说明它们与开环传函零、极点的关系；(2).指出根轨迹的分支数，在图上读出分离点坐标；(3).指出该类型根轨迹图形的特点，并在进一步实验中验证。
2. 改变开环零极点位置对根轨迹的影响(1).给定一组Z ，p 1，p 2的值，绘出它的根轨迹。
(2).取1122','p p p p ==,分别使','Z Z Z Z ><，绘出根轨迹，观察改变开环零点位置对系统性能的影响。
(3).取'Z Z =,改变12','p p 与12,p p 的大小关系，绘出根轨迹，观察改变开环极点位置对系统性能的影响。
3. 改变零极点个数对根轨迹的影响图三(1). 输入参数Z ，观察当增加一个开环零点时根轨迹的变化，零点位置变化对根轨迹的影响，对闭环系统的响应的影响。
(2). 输入参数P ，观察当增加一个开环极点时根轨迹的变化，极点位置变化对根轨迹的影响，对闭环系统的响应的影响。
(3). 观察同时引入开环极点和零点时，闭环根轨迹的变化和闭环系统的响应的变化。
(4). 观察引入重极点或者重零点时系统的根轨迹。
(5). 观察增加一对开环偶极子时系统根轨迹的变化，以及系统动态响应和稳态特性的变化。
(6). 观察当引入的开环零极点与原系统零极点对消时根轨迹的变化。
4.互逆系统的根轨迹图四观察上述互逆系统根轨迹的异同。
5. 零度根轨迹观察根据图五系统所绘制的根轨迹与一般根轨迹的区别，判断导致零度根轨迹的原因。
观察根据图六系统所绘制的根轨迹，判断导致零度根轨迹的原因。
6．参数根轨迹绘制下面方程的根轨迹，并与计算机绘制图形比较。
其中K1及K2是可变参数，且其值都在0到∞之间。
7．绘制任意系统的根轨迹自由改变a0，a1，a2，b0，b1，b2，b3和r的值，观察绘制出的根轨迹图。
（提示：可任选课本后作业题，验证正确性）。
三. 预习要求：复习并掌握根轨迹的基本概念及绘制方法。
绘制出图一系统的根轨迹，掌握2极点1零点系统根轨迹的特点复习并掌握零、极点变化对根轨迹的影响复习零度根轨迹的概念，参数根轨迹的概念四. 实验报告要求：1．描绘出所绘制的全部根轨迹图及动态响应曲线图，读出相应参数。
2．比较分析开环零、极点变化和添加零、极点对系统的影响。
3．引起零度根轨迹的两种情况，如何判断根轨迹是零度根轨迹。
4．任选课后一习题，绘制出它的根轨迹并分析结论。
五. 注：单击仿真图上的根轨迹可显示该点的坐标和根轨迹增益，并可用鼠标沿根轨迹拖动。
在图中右击鼠标，选择Grid可显示网格线。
在阶跃响应曲线图中右击，选择Characteristics下的弹出子菜单可显示峰值、调整时间、上升时间和稳态值。
实验四频率特性分析一．实验目的1.掌握频率特性的基本概念，尤其是频率特性的几种表示方法。
2. 能熟练绘制极坐标频率特性曲线（奈奎斯特曲线）和对数频率特性曲线，尤其要注意的是在非最小相位系统时曲线的绘制。
3.正确应用频率稳定判别方法，包括奈奎斯特稳定判据和对数稳定判据。
4. 熟练正确计算相位裕量和幅值裕量。
5. 掌握闭环频率特性的基本知识以及有关指标的近似估算方法。
二．实验内容1.增加开环传函零极点个数对奈奎斯特图的影响1)改变有限极点个数ｎ，观察当n=0,1,2,3,4,5,6的奈奎斯特图，总结增加有限极点个数对奈氏图的影响（报告中仅要求绘出原点附近的奈氏图变化趋势）。
2)改变原点处极点个数v，观察当v=1,2,3,4,5,6的奈奎斯特图，总结增加原点处极点个数对奈氏图的影响（报告中仅要求仅绘出原点附近的奈氏图变化趋势）。
3)改变有限零点个数m，观察当m=1,2,3,4,5的奈奎斯特图，总结增加有限零点个数对奈氏图的影响（报告中仅要求仅绘出原点附近的奈氏图变化趋势）。
2.奈奎斯特判据与对数频率稳定判据1)根据以上传函，由根轨迹图设定参数，使该系统成为条件稳定系统（参考数据：K=1,v=1,T1=0.1,T2=0.2,T3=0.5）。
2)计算使系统稳定的K的取值范围。
3)分别使K1小于，K2等于，K3大于临界稳定值，观察奈氏图与伯德图的变化，总结频率响应的稳定判别方法。
4)在奈氏图和伯德图上分别读出幅值裕度与相角裕度，指明它们的对应关系。
3.非最小相位系统的奈奎斯特图观察以上两个系统的奈奎斯特图与伯德图，指出两者的区别，并说明仅由稳定裕量能判断系统稳定吗？4.闭环频率特性与系统动态性能的关系系统如下：观察当ζ∈（0，1）取不同值时系统的闭环频率响应与时域响应之间的关系。
5.开环频率特性与时域性能指标间的关系1)低频段：当ω->0时系统有低频段近似传函任取K值，分别在v=0,1,2时的伯德图上计算出系统的位置误差系数Kp，速度误差系数Kv和加速度误差系数Ka（参考数据：K=20）。
2)中频段：已知系统如上，设定参数K，ζ∈（0，1），要求改变交接频率1/T 和Wn，观察系统的相对稳定性与伯德图幅频特性在穿越频率处斜率的关系。
即幅频特性曲线以斜率-20dB,-40dB,-60dB穿越0dB线时系统的动态性能指标（参考数据：K=50,ζ=0.7;-20dB时1/T=0.1,Wn=10;-40dB时1/T=10,Wn=0.1;-60dB时1/T=Wn=0.1）。
3)高频段：一般来说高频段反映了系统的抗干扰性能。
三．预习要求1．复习并掌握频率响应法的基本概念及奈氏图、伯德图的绘制方法。
2．复习并掌握奈奎斯特判据和对数频率稳定判据的内容。
3．复习并掌握开环频率特性各频率段与系统性能的关系。
四．总结报告要求1．描绘出各实验中相应的奈氏图或伯德图，读出参数。
2．按实验内容要求，列写实验报告。
注：1．单击奈氏曲线或对数频率曲线可显示该点处的频率及相关信息，并可用鼠标沿曲线拖动。
2．在图中右击鼠标，选择Grid可显示网格线。
3．在奈氏图或伯德图中右击鼠标，选择弹出菜单中Characteristics下的Stability子项，可在曲线上显示穿越频率和稳定裕量等参数。
4．在图上双击鼠标可弹出Property Editor对话框，从Limits属性中可设置图像显示的坐标范围。
