2022年自动控制实验报告三-控制系统的稳定性分析 .pdf

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1、实验三控制系统的稳定性分析一、实验目的 1 观察系统的不稳定现象。2研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。二、实验仪器1 EL-AT-III型自动控制系统实验箱一台2计算机一台三、实验内容系统模拟电路图如图3-1图 3-1 系统模拟电路图其开环传递函数为:G（s）=10K/s(0.1s+1)(Ts+1)式中 K1=R3/R2，R2=100K，R3=0 500K；T=RC，R=100K，C=1 f 或 C=0.1 f 两种情况。四、实验步骤1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接 A/D、D/A 卡的 DA1输出，电路的输出 U2接 A/D、D/A 卡的 AD1输入，将纯积分电容两

2、端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。2.启动计算机，在桌面双击图标 自动控制实验系统 运行软件。3.检查 USB线是否连接好，在实验项目下拉框中选中任实验，点击按钮，出现参数设置对话框设置好参数按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可以继续进行实验。4.在实验项目的下拉列表中选择实验三 控制系统的稳定性分析,鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置目的电压U1=1000mV 鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 7 页 -5.取 R3的值为 50

3、K，100K，200K，此时相应的K=10，K1=5，10，20。观察不同R3值时显示区内的输出波形(既 U2 的波形)，找到系统输出产生增幅振荡时相应的R3及 K值。再把电阻R3由大至小变化，即R3=200k，100k，50k，观察不同R3值时显示区内的输出波形,找出系统输出产生等幅振荡变化的R3 及 K 值，并观察U2的输出波形。6.在步骤 5条件下，使系统工作在不稳定状态，即工作在等幅振荡情况。改变电路中的电容 C由 1 f 变成 0.1f，重复实验步骤4观察系统稳定性的变化。7.将实验结果添入表中：五、实验报告1画出步骤5 的模拟电路图。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第

4、 2 页，共 7 页 -2画出系统增幅或减幅振荡的波形图。C=1uf 时：R3=50K K=5：R3=100KK=10 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -R3=200KK=20：等幅振荡：R3=217k:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -增幅振荡：R3=220k：R3=260k:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -C=0.1uf时：R3=50k:R3=100K:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -R3=200K:3计算系统的临界放大系数，并与步骤5 中测得的临界放大系数相比较。实际测了得，临界放大系数是2.17，计算得系统的放大系数是2，相差不大，在可允许的误差范围内。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -