实验名称：频率响应测试课程名称：自动控制原理实验
目录
（一）实验目的 (3)
（二）实验内容 (3)
（三）实验设备 (3)
（四）实验原理 (4)
（五）K=2频率特性试验结果 (4)
（六）K=2频率特性试验数据记录及分析 (7)
（七）K=5频率特性试验结果 (9)
（八）K=5频率特性试验数据记录及分析 (12)
（九）实验总结及感想............................................................................. 错误！未定义书签。
图片目录
图片1 系统结构图 (3)
图片2 系统模拟电路 (3)
图片3 K=2仿真对数幅相特性曲线 (4)
图片4 K=5仿真对数幅相特性曲线 (4)
图片5 f=0.7时输出波形及李沙育图形 (5)
图片6 f=1.4时输出波形及李沙育图形 (5)
图片7 f=2.1时输出波形及李沙育图形 (5)
图片8 f=2.8时输出波形及李沙育图形 (5)
图片9 f=3.5时输出波形及李沙育图形 (6)
图片10 f=4.2时输出波形及李沙育图形 (6)
图片11 f=4.9时输出波形及李沙育图形 (6)
图片12 f=5.6时输出波形及李沙育图形 (6)
图片13 f=6.3时输出波形及李沙育图形 (7)
图片14 f=7.0时输出波形及李沙育图形 (7)
图片15 k=2拟合频率特性曲线 (9)
图片16 f=0.9波形及李沙育图形 (9)
图片17 f=1.8波形及李沙育图形 (10)
图片18 f=2.7波形及李沙育图形 (10)
图片19 f=3.6波形及李沙育图形 (10)
图片20 f=4.5波形及李沙育图形 (10)
图片21 f=5.4波形及李沙育图形 (11)
图片22 f=6.3波形及李沙育图形 (11)
图片23 f=7.2形及李沙育图形 (11)
图片24 f=8.1波形及李沙育图形 (11)
图片25 f=9.0波形及李沙育图形 (12)
图片26 k=2拟合相频特性曲线 (14)
图表目录
表格1 K=2电路元件参数 (7)
表格2 K=2实测电路数据处理 (7)
表格3 K=5电路元件参数 (12)
表格4 K=5实测电路数据处理 (12)
频率响应测试
（一） 实验目的
1. 掌握频率特性的测试原理及方法。
2. 学习根据所测定出的系统的频率特性，确定系统传递函数的方法。
（二） 实验内容
测定给定环节的的频率特性，系统模拟电路、结构图分别如下所示：
图片1系统结构图
由图可知，系统的传递函数为：2
100()10100k G s s s k =
++，其中1
R
k R =，实验中R 的取值分别为200k Ω，500k Ω，且1R 始终为100k Ω。若正弦输入信号为1sin()i U A t ω=，则当输出达到稳态时，其输出信号为2sin()o U A t ωψ=+。改变输入信号频率2f ω
π
=
值，便可测得二组12A A 和ψ随f （ω）变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。
图片2系统模拟电路
（1） （2）（3）
模拟电路由以上（1）（2）（3）部分组成，其中：
第（1）部分为比例放大环节：传递函数1(),G s k k R R =-=; 第（2）部分为积分环节：传递函数21()1,G s Ts T R C =-=;
第（3）部分为惯性环节：传递函数4243()1,,G s k Ts T R C k R R =-+==;
（三） 实验设备
HHMN 电子模拟机，实验用电脑，数字万用表
（四） 实验原理
1. 幅频特性即测量输入与输出信号的幅值1A 和2A ，然后计算比值12A A 。
2. 相频特性测试采用“李沙育图形”法进行测试。
3. 结果预期：
根据理论分析，由传递函数2
100()10100k
G s s s k
=++，当K=2和K=5时，可画出如下幅频特性曲线：
图片3 K=2仿真对数幅相特性曲线
*相频(由于作图问题，将y 轴上半部分沿直线下移即为连续相频特性) 理论值：对应2ψπ=-点，14.1f hz ≈
图片4 K=5仿真对数幅相特性曲线
*相频(由于作图问题，将y 轴上半部分沿直线下移即为连续相频特性) 理论值：对应2ψπ=-点，22.4f hz ≈
（五） K=2频率特性试验结果
角速度2(/)f rad s ωπ=，输入幅值2，随f 变化时输入输出特性曲线如下：
图片6 f=1.4时输出波形及李沙育图形
图片7 f=2.1时输出波形及李沙育图形
图片8 f=2.8时输出波形及李沙育图形
图片10 f=4.2时输出波形及李沙育图形
图片11f=4.9时输出波形及李沙育图形
图片12f=5.6时输出波形及李沙育图形
图片14 f=7.0时输出波形及李沙育图形
*以上图形均为通过硬件数据采集获得。
（六）K=2频率特性试验数据记录及分析表格1 K=2电路元件参数
表格2 K=2实测电路数据处理
