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电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统简介电力拖动自动控制系统包括：直流调速系统和交流调速系统。
直流调速系统包括：直流调速方法、直流调速电源和直流调速控制。
交流调速系统包括：交流调速系统的主要类型、交流变压调速系统、交流变频调速系统、绕线转子异步电机双馈调速系统——转差功率馈送型调速系统和同步电动机变压变频调速系统。
电力拖动自动控制系统课程内容介绍第一篇直流调速系统闭环反馈直流调速系统1.1 直流调速系统用的可控直流电源根据前面分析，调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。
常用的可控直流电源有以下三种:旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。
静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。
直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。
1.2 晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题本节讨论V-M系统的几个主要问题：（1）触发脉冲相位控制；（2）电流脉动及其波形的连续与断续；（3）抑制电流脉动的措施；（4）晶闸管-电动机系统的机械特性；（5）晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数。
1.3 直流脉宽调速系统的主要问题自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制（PWM）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即直流PWM 调速系统。
（1）PWM变换器的工作状态和波形；（2）直流PWM调速系统的机械特性；（3）PWM 控制与变换器的数学模型；（4）电能回馈与泵升电压的限制。
1.4反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计本节提要:转速控制的要求和调速指标；开环调速系统及其存在的问题；闭环调速系统的组成及其静特性；开环系统特性和闭环系统特性的关系；反馈控制规律；限流保护——电流截止负反馈1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计反馈控制闭环直流调速系统的动态数学模型;反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件; 动态校正——PI调节器的设计;系统设计举例与参数计算转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法内容提要：转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性能很好的直流调速系统。
开关电源闭环控制原理
前两期讲解了线性电源和开关电源的基本工作原理及其各自的特点分析，恰巧小编在闲逛的时候看到了一款开关电源的电路图的帖子，标题说是华为某款手机充电器原理图，那么本期就以此电路为内容做详细介绍，废话不说，直接上图：
图1 某开关电源电路图
帖子上说该电路的输出能力为5V-2A，那么我们从左往右看，首先是我们的市电AC220V电压经过了一个保险丝和压敏电阻送到了整流桥电路，整流桥输出的脉动电压经过π型低频滤波之后，变为了较为稳定的直流电。
在右侧有一个高频变压器，这个变压器有一个输入，两个输出，最右侧的线圈(5-6)为其中一个输出，它经过整流、滤波、稳压之后送到了对外接口上。
线圈(3-4)也是其中一个输出，这个输出端经过一个二极管整流之后为芯片IC1供电，同时这个线圈的输出电压经过分压之后送给了芯片IC1的电压采样端口。
从这个电路来看，IC1为这个DC-DC电源的控制元件，它将采样的电压(5脚)和内部参考电压对比之后产生一定占空比的PWM波，产生的PWM波进而驱动Q1开关管，Q1的开通和关断就使得高频变压器的一次侧线圈不断地充电、放电，进而将能量输送到二次侧。
这个电路是一个典型的闭环控制电路，线圈(3-4)为芯片IC1供电并提供反馈电压，IC1为闭环的控制器，它以占空比的方式控制开关管Q1的导通和关断，进而使得线圈(3-4)的输出电压稳定在一定的数值，线圈(5-6)和线圈(3-4)的匝数按一定的比值绕成，所以对线圈(3-4)电压的控制就是对线圈(5-6)电压的控制。
页，此页为 A 卷第 1 页 （注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩）
B.逆变电路
C.滤波电路
班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线……………………………………… ………………………………………装……………………………订…………………
本试卷共 2 页，此页为E.代码生成模块：AD 采集模块、PWM 波生成模块
七.实验感想
通过这次试验我对simulink 软件有了更深刻的认识，仿真是研究电力传动控制策略和系统性能的重要手段，它的基础是系统的数字模型和数值计算方法。
对于使用结构图描述的电力传动控制系统，使用计算机进行仿真时需要将描述系统的结构图输入到计算机中，包括结构图各个
班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………。
典型闭环控制系统的基本组成闭环控制系统是一种反馈控制系统，它通过测量实际系统输出与期望输出之间的误差，对系统进行调节，以达到期望输出。
典型的闭环控制系统由以下几个基本组成部分构成。
1. 误差检测器误差检测器是闭环控制系统的核心部分，它用于检测实际输出与期望输出之间的误差。
该误差可以通过传感器来检测，例如温度传感器、压力传感器等。
误差检测器会将误差信号传递给控制器，以进行调节。
2. 控制器控制器是闭环控制系统的决策中心，它根据误差信号和系统模型，计算出控制信号，并将其发送给执行器。
控制器的设计可以采用PID控制算法等多种算法，以满足不同的控制需求。
3. 执行器执行器是闭环控制系统的最后一环，它负责将控制信号转化为实际的控制动作，以对系统进行调节。
例如，电机可以通过控制电压和电流，实现机械运动的调节。
4. 反馈环路反馈环路是闭环控制系统的基本特征之一，它通过将实际输出信号反馈给误差检测器，实现对系统的自动调节。
反馈环路可以通过软件或硬件实现，以满足不同的应用需求。
5. 参考输入参考输入是闭环控制系统的期望输出，它可以是恒定值或动态变化的信号。
例如，温度控制系统的期望温度可以是恒定的设定值，而机器人的期望位置可以是动态变化的轨迹。
6. 系统模型系统模型描述了被控制对象的动态特性，包括传递函数、状态空间模型等。
系统模型是控制器设计的基础，它可以通过实验或建模软件进行确定。
7. 信号调节器信号调节器主要用于对输入、输出以及控制信号进行调节和过滤，以保证系统的稳定性和性能。
例如，滤波器可以对噪声进行滤波，增益调节器可以对信号进行放大或缩小。
闭环控制系统的基本组成包括误差检测器、控制器、执行器、反馈环路、参考输入、系统模型以及信号调节器等部分。
这些组成部分相互协作，实现对系统的自动控制和调节，为工业自动化、机器人控制、航空航天等领域的应用提供了重要的支撑。
BUCK闭环控制器设计BUCK闭环控制器是一种常见的DC/DC转换器控制器，广泛应用于电源系统中。
该控制器的功能是控制输出电压稳定在设定值，从而保证稳定的输出电源。
BUCK闭环控制器的设计主要包括以下几个方面：手动操作/自动操作模式选择、电压反馈、电流反馈、参考电压、比较器、控制电路、输出电路等。
手动操作/自动操作模式选择是BUCK闭环控制器的第一步。
在手动操作模式下，电源控制器是不同的，用户需要手动设置输出电压。
在自动操作模式下，电源控制器会根据设备要求自动调节输出电压，无需人为干预。
电压反馈是BUCK闭环控制器的重要组成部分。
电压反馈模块可以将输出电压与参考电压进行比较，并将误差信号发送给比较器。
比较器接收误差信号后将它转换成控制信号，并向控制电路发送信号，从而实现输出电压的控制。
电流反馈也是Buck闭环控制器设计中的重要组成部分。
电流反馈可以测量电路中的电流，并将其与设定值进行比较。
如果电流高于设定值，则闭合电路；如果电流低于设定值，则打开电路。
这种调节电流的方法可以帮助防止电路负载过重，保证系统正常运行。
参考电压是BUCK闭环控制器设计中的基础部分。
参考电压用于设定闭环控制器基准电压，根据实际情况来确定其值。
参考电压通常是由一个具有较高精度和稳定性的Zener二极管产生的。
控制电路是BUCK闭环控制器设计中的关键部分。
控制电路根据比较器的调节信号来调节输出电压。
控制电路可以是模拟电路或者数字电路。
输出电路是BUCK闭环控制器的最后一部分。
输出电路将处理好的信号转换成有用的电压输出，供其他设备使用。
输出电路中通常包含滤波器和稳压电路，以确保输出的电压和电流的稳定性和正确性。
基于电压闭环的异步电机弱磁控制研究李长兵（广州数控设备有限公司，广东广州510006）摘要：传统电压闭环弱磁方案具有易实现、对电机参数不敏感、鲁棒性强等优点，为了解决感应电机在弱磁区电流动态响应性能下降的问题，基于电压闭环弱磁方案，引进q 轴电流跟踪误差函数，结合弱磁PI 控制器来给定励磁电流，使电流的分配更加合理，改善了系统在弱磁区的动态性能。
关键词：异步电机；弱磁控制；动态性能0引言感应电机具有转子结构坚固、成本低、调速范围宽等优点，其传统的控制算法容易产生过大磁链，且无法提供最大转矩输出[1]。
实际运用较多的查表法，通过查表对磁链进行控制，该方法对电机参数敏感，不具有通用性。
电压闭环弱磁方案为近年来较为流行的算法，具有对电机参数敏感度低及鲁棒性强的优点，但仍存在如何最大限度利用直流母线电压的问题。
本文通过建立感应电机稳态数学模型，研究分析了电机全速度范围电流、电压约束条件，在电压闭环弱磁方案的基础上，提出了一种考虑转矩电流分量的弱磁控制策略，通过减小励磁电流提高系统的动态特性，使系统具有更好的跟踪特性。
1感应电机数学模型在理想条件下，当电机运行在高速状态，且忽略暂态量及定子电阻分量，电机模型可简化为：u sd =-ωe σL s i sq （1）u sq =ωe L s i sd（2）式中，u sd 、u sq 为定子电压的d 、q 轴分量；i sd 、i sq 为定子电流的d 、q 轴分量；ωe 为同步角速度；L s 为定子电感；σ为漏感系数，σ=1-L m 2/（L s L r ），L r 为转子电感，L m 为互感。
电磁转矩为：M e =32·p 2·L m 2L ri sq i sd（3）式中，p /2为极对数。
2感应电机的弱磁控制算法感应电机高速运行时，能提供给电机的最大电压受逆变器容量的限制，同时还受到电机允许输出最大电流的限制，因此电压、电流约束条件如下：u sd 2+u sq 2≤u smax 2（4）i sd2+i sq2≤ismax2（5）式中，u smax 与直流母线电压和PWM 调制策略有关，本文采用SVPWM 调制，取u smax =u dc /3√；i smax 为电机长时间运行定子所能承受最大电流，一般取1.5～2倍额定电流。
基于PLC 的比例阀位置闭环控制的及实现研究作者：张月辉来源：《电子技术与软件工程》2016年第04期摘要本文基于PLC 的比例阀位置闭环控制原理，阐述了PID功能实现及比例阀控缸位置闭环控制的软件实现。
【关键词】PLC 比例阀位置闭环控制实现在传统的工业液压系统之中，电液比例作为阀门开展的基础，需要使用可靠的电气机械转换系统，一方面，可以降低生产成本；另一方面，也能让电信信号可以做到有效转换，促使液压控制系统能够产生介于工作介质本身的压力指示，形成对液压元件的设计与完善。
当然，在这种控制阀处于工作状态的时候，液压电机会根据所受到的电压信号产生相应的操作内容，以此来满足对电压比例的需求，做到对流量输出的把控。
电液比例阀的操作原理，在一定程度上是对液压系统的简化，促使其可以降低自身所受的压力影响，提高变换速度，降低冲击现象带来的不利影响。
并且，也能在液压阀的运转中，提高对功率的使用，在对生产成本有效把控的前提下，对油液的过滤质量有效提高。
在本文中，笔者结合对相关研究报告的引用，提出通过对PLC控制器的使用来完成闭环控制内容的建设，做到对软件系统的完善，也切实提高了实际操作性，促使生产精度能够推动工业活动的建设需求。
1 根据PLC比例阀门位置完成对闭环的有效把控在对PLC所带有的比例阀门位置的情况进行分析之后，将其投入到闭环控制内容中来，使其可以增强相应地传感能力，降低其对计算机控制内容的依赖程度，实现自动化生产。
例如，西门子S7-200就可以通过软件编程来对液压控制阀中的缸体位置进行把控，做到对生产活动的自动化开展，这既是因为缸体本身带有传感器能力，可以对位移变化实时分析，也能让这一机械模式可以将所需信息进行搜集，做到对指令信息的处理。
进而让控制量得以有效地发送给比例阀的电烙铁部分，促使液压缸可以引发缸体的内部控制闭环运动。
即液压系统的组成部分来说，主要包括了：液压泵源、三位四通的方向扣工资阀以及传感器系统。
控制工程基础实验指导书自控原理实验室编印（内部教材）实验项目名称：（所属课程：）院系：专业班级：姓名：学号：实验日期：实验地点：合作者：指导教师：本实验项目成绩：教师签字：日期：（以下为实验报告正文）一、实验目的简述本实验要达到的目的。
目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。
二、实验仪器设备列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。
三、实验内容简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。
四、实验步骤简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。
五、实验结果给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。
六、讨论分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。
七、参考文献列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资料。
格式如下:作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码实验一 控制系统典型环节的模拟一、实验目的1、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法；2、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性；3、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。
二、实验仪器1、控制理论电子模拟实验箱一台；2、超低频慢扫描数字存储示波器一台；3、数字万用表一只；4、各种长度联接导线。
三、实验原理以运算放大器为核心元件，由其不同的R-C 输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图1-1所示。
图中Z1和Z2为复数阻抗，它们都是R 、C 构成。
图1-1 运放反馈连接基于图中A 点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图1-1得：21()o i u ZG s u Z ==-（1-1） 由上式可以求得下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。
1、比例环节实验模拟电路见图1-2所示图1-2 比例环节传递函数：21()R G s K R =-=- 阶跃输入信号：-2V 实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K （2） R 1=100K R 2=200K 2、 惯性环节实验模拟电路见图1-3所示图1-3 惯性环节传递函数：2212211211()11R CS R Z R K CS G s Z R R R CS TS +=-=-=-=-++阶跃输入：-2V实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K C=1µf（2） R=100K R 2=100K C=2µf 3、积分环节实验模拟电路见图1-4所示图1-4 积分环节传递函数：21111()Z CS G s Z R RCS TS=-=-=-= 阶跃输入信号：-2V 实验参数：（1） R=100K C=1µf （2） R=100K C=2µf 4、比例微分环节实验模拟电路见图1-5所示图1-5 比例微分环节传递函数：22211111()(1)(1)1D Z R R G S R CS K T S R Z R CS R CS =-=-=-+=-++ 其中 T D =R 1C K=12R R 阶跃输入信号：-2V实验参数：（1）R1=100K R2=100K C=1µf（2）R1=100K R2=200K C=1µf四、实验内容与步骤1、分别画出比例、惯性、积分、比例微分环节的电子电路；2、熟悉实验设备并在实验设备上分别联接各种典型环节；3、按照给定的实验参数，利用实验设备完成各种典型环节的阶跃特性测试，观察并记录其单位阶跃响应波形。
三相逆变电路电压闭环程序调压方案摘要：一、三相逆变电路概述二、电压闭环控制原理三、调压方案及实现四、实验结果与分析正文：一、三相逆变电路概述三相逆变电路作为一种常见的电力电子设备，广泛应用于新能源、工业控制等领域。
其主要功能是将直流电源转换为交流电源，以满足各种负载需求。
三相逆变电路主要包括三相逆变桥、滤波电感和滤波电容等部分。
二、电压闭环控制原理电压闭环控制是指将输出电压与参考电压进行比较，通过控制环节调整逆变器的输出，使得输出电压满足预设要求。
电压闭环控制原理如图1所示。
图1 电压闭环控制原理图三、调压方案及实现1.比例-积分（PI）控制比例-积分控制是一种常见的控制策略，通过调整比例增益和积分时间常数，实现输出电压的稳定控制。
具体实现如下：式中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，e为误差，t为积分时间。
2.重复控制重复控制是一种基于周期性扰动抑制的control scheme，通过引入重复控制器，实现对输出电压的高精度控制。
重复控制原理如图2所示。
图2 重复控制原理图3.双闭环控制双闭环控制是将电压闭环控制与电流闭环控制相结合的一种控制策略。
通过内环电流控制实现输出电流的快速响应，外环电压控制实现输出电压的稳定。
具体实现如下：式中，Kp1为电压环比例增益，Ki1为电压环积分增益，Kp2为电流环比例增益，Ki2为电流环积分增益。
四、实验结果与分析通过搭建三相逆变电路实验平台，并采用电压闭环控制方案进行调试。
实验结果表明，在负载变化、输入电压波动等情况下，采用电压闭环控制的三相逆变电路能够实现输出电压的稳定控制，满足不同负载需求。
同时，与传统控制方案相比，电压闭环控制具有更好的动态响应和稳态精度。
综上所述，三相逆变电路的电压闭环控制方案通过比例-积分、重复控制和双闭环控制等方法，实现对输出电压的高效、稳定控制。
东南大学自动化学院 《自动控制原理实验》 实验报告
实验三 闭环电压控制系统研究
姓 名： 学 号： 专 业： 自动化 实 验 室： 组 别： 同组人员： 设计时间： 2014年10 月 31日 评定成绩： 审阅教师： 一、实验目的 （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。
二、预习与回答 （1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？ 答：负反馈闭环，就是要求输入和反馈的误差相抵的情况，并非单纯的加减问题。因此，实现负反馈，我们需要逐步考察系统在输入端和反馈端的变化情况，根据变化量决定是相加还是相减。
（2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？ 答：闭环电压值应当更接近2V。在本实验中的系统，开环下，当出现扰动时，系统前部分是不会产生变化，即扰动的影响很大部分是加载在后面部分，因此，系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，因此，会偏离空载时的2V很多。闭环下，当系统出现扰动，由于反馈，扰动产生的影响也被反馈到了输入端，因此，系统从输入部分就产生调整，在调整下系统的偏离程度会减小，因此，闭环的电压值更接近2V。
（3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？ 答：控制系统中，我认为主要设计调节环节，以及系统的整体规划。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。
（4）预习劳斯判据和稳态误差。 答：劳斯判据：假若劳斯阵列表中第一列系数均为正数，则该系统是稳定的，即特征方程所有的根均位于根平面的左半平面。假若第一列系数有负数，则第一列系数符号的改变次数等于在右半平面上根的个数。 稳态误差： 稳态误差按照产生的原因分为原理性误差和实际性误差两类： ①原理性误差为了跟踪输出量的期望值和由于外扰动作用的存在，控制系统在原理上必然存在的一类稳态误差。当原理性稳态误差为零时，控制系统称为无静差系统，否则称为有静差系统。原理性稳态误差能否消除，取决于系统的组成中是否包含积分环节（见控制系统的典型环节）。 ②实际性误差系统的组成部件中的不完善因素（如摩擦、间隙、不灵敏区等）所造成的稳态误差。这种误差是不可能完全消除的，只能通过选用高精度的部件，提高系统的增益值等途径减小。
三、实验原理 （1） 利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。
（2） 自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。通过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。
（3） 为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也可以认为是一个真实的电压控制系统。
四、实验设备 THBDC-1实验平台
五、实验线路图
六、实验步骤 （1） 如图接线，建议使用运算放大器U8、U10、U9、U11、U13。先开环，即比较器接输出一端的反馈电阻100KΩ接地。将可变电阻47KΩ（必须接可变电阻47K上面两个插孔）左旋到底时，即系统增益Kp=0。再右旋1圈，阻值为4.7KΩ，Kp=2.4。经仔细检查后接通220伏电源，再打开+15、-15伏电源开关，弹起红色按键“不锁零”。 （2） 按下“阶跃按键”键，调“负输出”端电位器RP2，使“交/直流数字电压表”的电压为2.00V。如果调不到，则对开环系统进行逐级检查，找出故障原因，并记录。 （3） 先按表格先调好可变电阻47KΩ的规定圈数，再调给定电位器RP2，在确保空载输出为2.00V的前提下，再加上1KΩ的扰动负载。分别右旋调2圈、4圈、8圈后依次测试，测得各数据填表。 注意：为了数据可比性，加1 KΩ负载前必须保证电压是2.00V。稳态误差e是比较器的输出。 （4） 正确判断并实现反馈！（课堂提问）理解后闭环，即反馈端电阻100KΩ接系统输出。 （5） 按表格调可变电阻47KΩ的圈数，再调给定电位器RP2，在确保空载输出为2.00V的前提下，再加上1KΩ的扰动负载，分别右旋调2圈、4圈、8圈依次测试，填表 要注意在可变电阻为8圈时数字表的现象。并用理论证明。 （6） 将比例环节换成积分调节器：将第二运放的10KΩ改为100KΩ；47KΩ可变电阻改为10μF电容，调电位器RP2，确保空载输出为2.00V后再加载，测输出电压值并记录。
七、实验数据 开环 空载 加1KΩ负载
开环增益 调4.7K电阻 1圈 （Kp=2.4） 2圈 （Kp=4.8） 4圈 （Kp=9.6） 8圈 （Kp=19.2） 输出电压 2.00V 1.01V 1.00V 1.00V 1.01V
闭环 加1KΩ负载 开环增益 调4.7K电阻 1圈 （Kp=2.4） 2圈 （Kp=4.8） 4圈 （Kp=9.6） 8圈 （Kp=19.2） 输出电压 2.00V 1.54V 1.71V 1.82V 振荡
AV -2.84V -2.42V -2.20V 振荡
稳态误差e （测量值） 1.32V 0.72V 0.38V 振荡
稳态误差公式（计算值） 1.29V 0.71V 0.38V 振荡 由上表格可知，稳态误差测量值与理论公式计算值非常接近，在误差允许范围内相等。 换成积分电路后，测得输出电压为2.00V。 八、实验分析 （1） 用文字叙说正确实现闭环负反馈的方法。 答：实现闭环负反馈，就是让输入和扰动下输出的变化量相互抵消，达到稳定输出的目的。实现反馈有如下四种方案： 1. 加减。 2. 正电压。 3. 增电压（变化量）。 4. 先闭环考察误差e，然后再作调整。 对于反馈系统，都是按照偏差控制的系统，偏差就是指输入信号与反馈信号之差，因此，正确的方案是增电压方法，就是考虑变化量的关系的方法。增电压的方法，是将电压的变化量作为参考量。通过输入和输出的变化量的关系，来判断反馈的方法，这个方法可以确保实现负反馈，即实现了通过反馈和输入偏差的抵消达到稳定输出的目的。
（2） 说明实验步骤（1）至（6）的意义。 答：第一步：将比较器端100KΩ电阻接地，是为了实现开环控制，构成开环系统；电位器左旋到底，再右旋一圈，是为了调节比例放大器的放大倍数。 第二步：调“负输出”端电位器RP2，使“交/直流数字电压表”的电压为2.00V，这是作为系统的空载输出。(当无法调节到2.00V时，应仔细检查系统连接。主要可能出错的原因大致如下：运放前后的电阻阻值接入错误，使得前级输出电压放大倍数过高，直接导致后面环节运放饱和。接入的电容出现错误，或者是电容损坏，导致电路没有放大能力。除此，还有可能是元器件本身就已经被损坏) 第三步：按表格调好可变电阻47KΩ的圈数，再调给定电位器RP2，在确保空载输出为2.00V的前提下，再加上1KΩ的扰动负载，2圈、4圈、8圈依次检测，这一步主要是测量开环状态下，添加负载扰动前后的输出变化，观察系统对扰动的调整情况。 第四步：将系统改接成为闭环反馈系统，在闭环反馈的情况下，进行后面的实验，观察闭环反馈调节起到的作用。 第五步：按表格调好可变电阻47KΩ的圈数，再调给定电位器RP2，在确保空载输出为2.00V的前提下，再加上1KΩ的扰动负载，2圈、4圈、8圈依次检测，通过以上调整和测量，验证了在闭环反馈的作用下，系统的抗扰动能力变强。 第六步：将比例环节换成积分调节器，用于比较两种调节方式对于负载引入的微扰的影响，说明将比例环节换成积分环节，使输出更稳定。
（3） 画出本实验自动控制系统的各个组成部分，并指出对应元件。 答： 系统如下：
输入： 比较器： 调节器： 被控对象： 反馈： 输入电压值的设定是通过调节电位器2PR输入。比较器是由第一个加法器构成。放大器是由比例放大器构成。被控对象是由三个运放组成的三阶系统构成的。输出量是数字电压表测量而得到的。 （4） 你认为本实验最重要的器件是哪个？作用是什么？ 答：我认为本实验最重要的器件是调节环节的器件。 在前面两个小实验中，开环和闭环下的调节环节都是47K的可变电阻，因此，在前两 个小实验中47K可变电阻是实验中最重要的器件。在第三个小实验中，调节环节变成了积分调节器，因此10μF的电容式实验中最重要的器件。调节环节在系统中起到了调节增益的作用，通过调节环节的作用，系统的放大倍数在改变。调节器本身就是控制系统的一个非常重要的环节，如果没有调节器，只有反馈环节，系统将无法达到控制调节的目的，系统在反馈之后主要依赖于调节器对变化量的调节，达到稳定输出的目的，因此调节器这部分是最重要的。
（5） 写出系统传递函数，用劳斯判据说明：闭环工作时，4.7K可变电阻为8圈（Kp=19.2）时，数字表的现象和原因。
答：ppK+1+0.3455s+0.03784s^2+(-4))s^310^(9.588K=(s)G
特征方程为：0K+1+0.3455s+20.033794s^+(-4))s^310^(9.588p 根据劳斯判别 ：
