2022年自动控制原理实验 .pdf

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1、1 东南大学自动化学院实 验 报 告课程名称：自动控制原理第1 次实验实验名称：闭环电压控制系统研究院 系 ：自动化学院专业：自动化姓名：陈鹏学号：08005128 实 验 室：实验组别：同组人员：王铖实验时间：2007 年 10 月 17 日评定成绩：审阅教师：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页2 目录一实验目的、要求及原理3 二实验方案与实验步骤34三实验记录4四. 实验总结和思考题讨论题5精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页3 实验报告

2、内容：一 实验目的和要求如合作完成，需注明分工（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 实验原理（1）利用各种实际物理装置如电子装置机械装置、化工装置等数学上的“相似性”将各种实际物理装置经过简化、并抽象成数学形式。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，人对纯数学而言，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、仿真的形式吧纯数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就

3、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装置，而“模拟实物”的实验方式可以举一反三，我们就是用以下“模拟实物” - 电路，也有实际物理装置-电机，替代各种实际物理装置。（2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受它的闭环形式，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，两个演示实例说明这一点。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，本实验为了简洁，采用单闭环、比例算法K。通过实验证明：不同的统K，对系统性能

4、产生不同的影响。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。本实验可以认为是真实的电压控制系统。三 实验方案与实验步骤1如图接线，将线路接成开环形式，即A 点接地。将调节器K 左旋归零，再右旋一圈。经仔细检查后上电。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页4 2调电位器RP2，使输出电压为2V，用实验仪上的数字电压表检测。注意：极性开关向下，阶跃按键压下。3正确判断并实现反馈，再闭环，即连A-a 点，调电位器RP2，使输出电压为

5、2V，用实验仪上的数字电压表检测。加上1K 欧的电阻做扰动负载，测此时电压表读数，填表。4将调节器K 再右旋一圈，调电位器RP2，使输出电压为2V，用实验仪上的数字电压表检测。5将调节器K 转再右旋二圈，调电位器RP2，使输出电压为2V，用实验仪上的数字电压表检测。加上1K 欧的电阻做扰动负载，测此时电压表读数，填表。6将调节器K 转再右旋四圈，调电位器RP2，使输出电压为2V，用实验仪上的数字电压表检测，仔细看数字电压是否有稳定读数？四 实验记录 自行设计记录方式表格：开环空载加 1 千欧负载调节系数K=1/10 输出电压2V 闭环空载加 1 千欧负载调节系数K=1/10 K=2/10 K=

6、4/10 K=8/10 输出电压2V 五 实验总结 包括实验数据处理、实验结果分析讨论等六 思考题或讨论题 假设干(1) 用文字叙说正确实现闭环反馈的方法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页5 (2) 说明实验步骤 16 的意义(3) 画出展示磁悬浮控制系统功能图, 并指出各部分对应器件(4) 从指控原理角度 , 说明实验步骤 6 电压表读数的原因(5) 比较表格中实验数据 , 说明闭环控制效果(6) 用比拟法说明电动自行车爬坡与表格的关系( 设电动自行车有速度控制装置) (7) 表格与稳定误差的关系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页