反馈控制理论B

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1、反馈控制理论B项目作业（第2周）完成人：完成时间：1. 安装Multisim软件，建立工作目录。借阅参考书或下载资料，列出资料目录；综述Multisim是什么，能做什么。解：资料目录：NI_Circuit_Design_Suite_14_0_1_化破解版；NI_Circuit_Design_Suite_14_0_1.exe ； Chinese-simplified ； NI License Activator 1.2。（1）Multisim是以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含 了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力

2、。（2）使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了 SPICE仿真的复 杂容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使 其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成 从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。2. 设计电路仿真方案，利用5个电阻元件验证KVL。解：根据KVL关系得，串联的元件我们视它为一条支路在一条支路中电流处处相等，结点电电流之和为0， 一个回路中各处电压之和为0.电路设计及其结果如图2所示!工知万用表万用表

3、A I U . Q dBlil Ez 1K3tISiiTnr .i报告西万用ZMMJ.:5.276 mA-2 69 mA-2.586 mA-6 724 V-5 276 V12 V图2五电阻构成电路由图中结果可得：结点1处电流之和I1 + I2+I3=0，得出结论：结点处电流之和为0。同样，在回路1中，各支路电压U4+U5+U6=0，得出结论：回路中各处电压之和为0。KVL定律成立。3. 在Multisim中用三极管元件构建一个如图所示的分压偏置共射极放大电路，1计算其直流工作点Q相关各参数和交流增益；解：通过对静态工作点得计算得出下图3-11的结果H 如*%必初MNi村 叫如抽 二7叫y、件号

4、l二g 心呻九神w图3-11静态工作点的计算过程计算结果及计算过程如图3-11所示。该电路的最小信号模型及其交流电压增益计算如图3-12所示图3-12交流信号最小模型2设置电压信号源10mV，频率1kHz，用虚拟示波器测试其输入输出关系，描述示波 器所示曲线的特征【注：包括从虚拟示波器上读出的频率、幅值、形状特征等】 解：通过对相关数值的设定以及相关器件值的设定，得出图3-2所示的测量结果一 口 X I凶? 哦段巨口闺;|当D 12）策他球用宣立萱Tti 鼻宅削阳 g 协-釜破（e hE MCU皿听成I SLri) IaQI 砂IEJ MUD fi*=ou emu f kflftHFt*i |

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6、OP07的datasheet，利用运放OP07分别构建一个增益为+10和-10 倍增益的放大电路，并验证效果。解：OP07资料图4-1运算放大器OP07中文资料肿K戋我援&法健逋（雷亳i.:注瞬-技三疆燧:4魂! 5箜牍七推E耿P庄片是一件呈市.韭轿浅用与峻睨长性埠。成大铮*忒中点.由于 州用林卡富发的橱丘表调电座河亍。叩加IK枇MYL色以CIW在旅多堂.可的吉不展 斗时调箪W堵.对月H具械川弱置电袒埒泌柄为=2相瘴呼耳需堂制对孑CF07A 肯MOW州J盼卷虬谊轩快关伺-舀豚:f互芭并性臣# 口间梏*W用干息桂陌踞备 蚀大作游若景冠喜号等寺而蛔薯场解，15D|iV*t -抵籽匕蔺旻电责：l.g

7、iiA 些复3电互H】B5网-蝶噫定，E1R- SuViircfith TMuH 2C JiJtpiLjTW.C.号3庄丑五日I zavsiaivIOFfst NuO 1Inverimgi leipulNO!flFFllXA/1vg：7g图4-1 OP07相关资料通过对资料的学习即研究，我们设计的电路，以及经过仿真实验得到下面的结果，如图4-2和图4-3图4-2 +10倍增益的放大电路.魅CC lOMOtrm图4-3 -10倍增益的放大电路 从该结果中可以明显看出U 1=V3*10，U2=V3*(-10)。5.下载阅读不少于1份LM324的datasheet，利用LM324构建一个加法电路，并

8、验证效 果。解：下图5-1为LM324相关下载资料黄=奁席二检涌煎况旺一，舒乓.斗口奇芙王耳二 一、瞰茹瞰幌 醐瀚芯修磷中酬融酬祕眦每遍曜 可瞧痴帽族示,朔加出削耳二”一“ FT弗.院W 时一三负 电瞬瞄 遍牒三、至时 m 她油用指至*汨率与龚；律 可：-市审.M壬即芸；疔丰浦芜塑痂:至苦注顼如，:后M*-注,：*睥3卷Y依中 点竺竺忐淳互:念 云W另亏苴蚤一善言急写件,三mm*.学急顷言s：志m昭翻由咐胡房髓Fffl眠瞅覆二戛止书号抻乓会3 M 牒电碱醐翻麟醍粮岫勤麟朗领螂专翳猷器3【蹒翱和.膳融发就埴婀毛原剔曲电繇瓣 熟的蟠H，程熙芝筮苴.，关用泛拒孩二轻迷温臃膘口孤士 匐用二三电宥孝逐眼

9、 I口十日切八漏j图i-14 13 12 11 109 31 2 3 456 7图5-1 LM324相关资料通过电路设计以及对电路进行的模拟仿真得到图5-2的结果图5-2 LM324的加法电路根据实验结果，U2=(V1+V2)*10，即得到了我们想要的加法电路。6.利用OP07构建一个电压跟随器，分别测试(Vpk10mv、1kHz)、(Vpk10mv、1MHz)、(VpKIV、1kHz) (VpklV、200kHz)这四组输入信号的跟随效果，描述差别。解：根据电路即仿真得到下图结果图6-1 OP07电压跟随器10mV 1kHzME： 13蚌乎I !- im1* 宣她D 始It捻 脚做 ZR-Z

10、 Hft：l 3QEO &J 占RXM & S庖海L。勤。 If 卜 I 团 I x椿尊斐安II用00SQ拦龄日书笑 倒/岛日处ifc 虹 jDPflH9丁| I科珂ia阻an制二闾匚E|8K4SXF61aSliiBrrt-124ISnA-值;巳祝? *tt- 占主kJ 邱 ttS=siflL遂H LOh aox用具耐度： .ag L，信亍的蜘叵W 康 0 InUfl Ju ymt：图6-2 OP07电压跟随器10mV 1MHz图6-3 OP07电压跟随器1V 1kHzcuiM1 me Ulrn ffiisiEi twEgi 罚口，驾 砥ihj Z 国回|回I E H 飞| 昭二5M_二Hm

11、f 皿f |禹 ViS目乜奁;&卜 ly ： Inierjow|也|部乌队好:雌j:：mA： llutfh:xttOSffiU=叵1 %* - Mb Jub= |aHy* _l 泗 h岬尊j YRlI T枇：|明&l: 五匚洞MW* #*选&= ITTtl 回.JCT= 匹*E 正南白站#I.MEe*3. W5S- . E. Ila m龙t 322.795o. VA4.BT2-TL质林主Xrl-Ij | _n_n_ |SZi|颂血|占左田:c豚IM I 3i设电上fl.THHflfifl -的mm =幕 ASIRI 03lJ用理肩书兰 B岑B图6-4 OP07电压跟随器1V 200kHz图6-

12、1和图6-3输出信号还是正常的正弦信号，其他两个实验结果得到的输出信号均不是正弦信号， 跟随效果失效，输出信号失真，其中图6-2(1MHz)得到的输出信号严重与输入信号不符，跟随效果特 别不明显。7. 设计电路仿真方案，构建一个一阶无源RC低通滤波电路，利用阶跃电压信号，验证理 解惯性环节的含义；变换一组R、C参数，比较与之前响应曲线的差异。解：什么是惯性环节？如何验证惯性环节？图7-1惯性环节仿真惯性环节的输出一开始并不与输入同步按比例变化，直到过渡过程结束,y(t)才能与x(t)保持比例。这 就是惯性地反映。惯性环节的时间常数就是惯性大小的量度。凡是具有惯性环节特性的实际系统，都 具有一个

13、存储元件或称容量元件，进行物质或能量的存储，如电容、热容等。由于系统的阻力，流入 或流出存储元件的物质或能量不可能为无穷大，存储量的变化必须经过一段时间才能完成，这就是惯 性存在的原因。根据电路图设计在Multisim软件上的仿真，得到图7的效果从图中我们可以看到输出得到了一个对数函数的曲线，前期比较平缓(惯性)，后期呈现出直线下降的趋势。通过对电阻和电容值的改变我们又得到一组结果如图7-2图7-2电阻电容值改变的惯性环节仿真从图中我们可以看到，输出信号在开始平缓的部分时间特别短暂，相对于开始一组结果，时间更加短， 而且后续的下降速度也比刚才的快很多。R1的改变，对输出结果的影响很大。8. 设计电路仿真方案，利用运放构建一个反相积分器，验证理解积分环节的含义。解：积分环节是什么？积分环节又有哪些含义？积分环节控制系统的一类典型环节，积分环节的传递函数。其中：为拉普拉斯变换中的算子变量，k为一比例常数.积分环节的输出量与输人量的时间积分值成比 例，积分环节在消除控制系统中的静态误差方面极为有效，常使用在距离、转角等物理量的精确无静 差跟踪上.最简单的积分环节可由一个电容充电过程来表征.实际使用时，常由宽频带放大器经过电容器反馈而构成。W (s)=, 5通过电路设计及电路仿真，得