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1、实验一控制系统典型环节的模拟(实验地点：崇实楼三层东侧)1)掌握常用控制系统典型环节的电子电路实现方法。2)测试典型环节的阶跃响应曲线。3) 了解典型环节中参数变化对输出动态性能的影响。2 .实验仪器：1) TKKL -1实验箱2)超低频示波器一台，万用表3 .实验原理：以运算放大器为核心元件组成的各种典型环节，由不同的R-C输入网络和反馈网络构成，对应 Z1、Z2复数阻抗。略去流入运放的电流，基于虚地概念有G(s) = uo =-2-(1)U1乙由上式可求由下列电路组成典型环节的传递函数及单位阶跃响应。以下省略反相;”号。(1)比例环节G(s) = R1/R2记录实验所用元件参数、绘制单位阶
2、跃响应曲线(至少记录两组)，并进行分析。(a) R =JR =(b) R =1R2 =LZ R2 R 1K(2)惯性环节G(s) =- =Cs = = (2)ZR1R1 R2CS 1 Ts 1式中 T =RzC,K = R2 / R1 o图1-2 惯性环节记录实验所用元件参数、绘制阶跃响应曲线(至少记录两组)，并进行分析。(a) R1 =木2 =(b) R1 =R2 =- a- Z2(3)积分环下G(s)= ,：C =%j,C= 吁.1/Cs _ 1 = 1R RCs TsT = RC (3)图1-3积分环节记录实验所用元件参数、 绘制输出曲线(至少记录两组，最大值接近电源电压),并进行分析。
3、(a) R =IC -JF；(b) R -，C -F;(4)比例积分环节接线图及单位阶跃响应如图1-4所示。图1-4比例一积分环节MZjpTT-Kp + KpTs(3)Kp = RR,T = R1C, 记录实验所用元件参数、绘制输出曲线(至少记录两组)，并进行分析。(a) R1 =,R2 -: ,C =F;(b) R =R2 =1C = 吁.4 .实验内容与步骤：(1)在TKKL1实验箱面包板搭建上述各典型环节。输入单位阶跃 信号取自实验箱中的信号发生器。准备：调试实验箱使运放处于工作状态。(2)按下按钮(或松开按钮)SP时，用示波器观测典型环节输出端的实际响应曲线U0(t),记录曲线及元件参数。改变比例参数，重新观测结果。(3)同理得积分、比例积分、比例微分和惯性环节的实际响应曲线。5 .实验报告(注意：报告撰写要详细认真，图形规范、内容充实，要有分析和结论)(1)画出4种典型环节的实验电路图，并注明相应的参数。(2)由阶跃响应曲线计算出惯性环节、积分环节的传递函数，并与由电路计算的结果相比 较，分析其差别。(3)画出各典型环节的单位阶跃响应波形，并分析参数对响应曲线的影响。思考题 (在实验报告中简要回答)(1)积分环节和惯性环节主要差别是什么？在什么条件下，惯性环节可以近似地视为积分环节？在什么条件下，又可以视为比例环节？(2)讨论比例-积分环节参数变化对阶跃响应的影响。
