陈sir-实验四 线性定常系统的稳态误差 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/20 8:17:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

当输入ur为一单位斜坡(或单位阶跃)信号时,用上位软件观测图中e点并记录其实验曲线,并与理论偏差值进行比较。

单位斜坡(或单位阶跃)信号曲线如图所示:

当输入ur为一单位单位抛物波信号时,用上位软件观测图中e点并记录其实验曲线,并与理论偏差值进行比较。

单位单位抛物波信号曲线如图所示:

注:① 单位抛物波信号的产生最好通过两个积分环节(时间常数均为1S)来构造。

② 本实验中不主张用示波器直接测量给定信号与响应信号的曲线,因它们在时间上有一定的响应误差;

③ 在实验中为了提高偏差e的响应带宽,可在二阶系统中的第一个积分环节并一个510K的普通电阻。

六、实验报告要求

1.画出0型二阶系统的方框图和模拟电路图,并由实验测得系统在单位阶跃和单位斜坡信号输入时的稳态误差。

2.画出Ⅰ型二阶系统的方框图和模拟电路图,并由实验测得系统在单位阶跃和单位斜坡信号输入时的稳态误差。

3.画出Ⅱ型二阶系统的方框图和模拟电路图,并由实验测得系统在单位斜坡和单位抛物线函数作用下的稳态误差。

4.观察由改变输入阶跃信号的幅值,斜坡信号的速度,对二阶系统稳态误差的影响。并分析其产生的原因。 七、实验思考题

1.为什么0型系统不能跟踪斜坡输入信号?

答: 0型二阶系统跟踪斜坡输入信号时,稳态误差为无穷大,即输出信号永远不会稳定,所以无法跟踪。要跟踪斜坡输入的话,应该使用1型或者2型二阶系统。

2.为什么0型系统在阶跃信号输入时一定有误差存在,决定误差的因素有哪些? 答:结构和参数,还有输入信号R(S)的形式和大小。

3.为使系统的稳态误差减小,系统的开环增益应取大些还是小些? 答:增大开环增益可以减小稳态误差。

4.解释系统的动态性能和稳态精度对开环增益K的要求是相矛盾的,在控制工程中应如何解决这对矛盾?

答:在控制工程中可以采用以下控制方式:

(1)比例-微分控制,这是一种早期控制,能在实际超调之前就产生一个适当的修正作用。

(2)测速反馈控制,通过将输出的速度信号反馈到系统输入端与误差信号相叠加,可以起到增大系统阻尼,改善系统动态性能的作用。

八、实验心得

在实验过程中,我们遇到了很多的问题,如线路接线问题、波形问题、输出问题等等,这就要求我们需要更加仔细地阅读实验材料,认真地做好实验中的每一步,对实验目的和内容有更加深刻的认识与熟悉,能够发现问题并能迅速解决问题,在不断的解决问题的过程中逐步提升自己的实践动手能力以及对知识的熟悉掌握程度。

通过此次实验,我们学到了很多平日在理论课堂上所不能学到的知识与经验,如实验前对实验仪器的检查,对电脑软件THBDC-1的实际操作,对输出波形的分析等等。这些经验对我们以后的学习将有着一定的帮助与启示,使我们对自己的专业和以后将从事的工作拥有更加全面的了解和认识。

在这次实验中过程中,我们发现事先做好实验的预习及准备工作是非常必要的,否则在实验室当中或实验过程当中出现问题后才回过头来一个个检查是非常浪费时间的,而且还比较容易把自己弄混淆。