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1、课程名称： 实验名称： 一、实验目的和要求必填 三、主要仪器设备必填 五、实验数据记录和处理 七、讨论、心得控制理论乙 频率特性的测量UrUc指导老师：成绩：实验类型：同组学生:二、实验内容和原理必填 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析必填一、实验目的和要求1. 掌握用李沙育图形法，测量各典型环节的频率特性；2. 根据所测得的频率特性，作出伯德图，据此求得环节的传递函数。二、实验内容和原理1实验内容R-C网络的频率特性。图5-2为滞后一超前校正网络的接线图，分别测试其幅频特性和相频特性。10K2闭环频率特性的测试被测的二阶系统如图5-3所示，图5-4为它的模拟电路图。10S (0.2S
2、+1)2302.实验原理对于稳定的线性定常系统或环节，当其输入端加入一正弦信号X(t) = X sinot，它的稳态输出是m与输入信号同频率的正弦信号，但其幅值和相位随着输入信号频率的改变而改变。输出信号为Y (t) Y sin(t ) G (j )|sin(t)miY其中 |G (j ) 丁，( ) argG (j )Xm只要改变输入信号的频率，就可以测得输出信号与输入信号的幅值比|G (j )和它们的相位差()。不断改变x(t)的频率，就可测得被测环节系统的幅频特性和相频特性。本实验采用李沙育图形法，图5-1为测试的方框图在表1中列出了超前于滞后时相位的计算公式和光点的转向。相角超前滞后0
3、 J 9090 80*0 9090Q1SO图J_4v形rrlj计算公式(p=Sin1 Z2Yo/(2Ym) =Sitf1 Z2Xa/(2Xm)ISOSin12Ya/2Ym) =Sin1Z2Xo/(2Xm)(2Y町=Sin1Z2Xo/(2Xm)2YD/(2Ym) = 180nSin1Z2Xo/(2Xm)光 点 转 向顺时针顺时针逆时针逆时针!表中2丫0为椭圆与Y轴交点之间的长度，2X0椭圆与X轴交点之间的距离，X和Y分别为X(t)和00mmY(t)的幅值。三、主要仪器设备1控制理论电子模拟实验箱一台 2慢扫描示波器一台；3. 任意函数信号发生器一台； 4万用表一只。四、操作方法和实验步骤1.实验
4、一 1根据连接图，将导线连接好2由于示波器的CH1已经与函数发生器的正极相连，所以接下来就要将CH2接在串联电阻电容上，将 函数发生器的正极接入总电路两端，并且示波器和函数发生器的黑表笔连接在一起接地。3调整适当的扫描时间，将函数发生器的幅值定为5V不变，然后摁下扫描时间框中的menu,点击从 Y-t 变为 X-Y 显示。4改变函数发生器的频率，记录数据及波形。2.实验二：基本与实验一的实验步骤相同。五、实验数据记录和处理 实验一：求计算的相频特性与幅频特性的公式为：R(s)104 +107C(s)104 +107104 X108(s + 103)( s + 104)s2 + 11000s +
5、 107(s + 103)( s + 104)+ 104 s s2 + 21000s + 107104 +108(107 一32)+ j(11000)a + bj ac + bd + j(bc一ad)G(g)=(1072) + j(21000) c + djc2 + d2a = c = 107 一 2b = 11000 d = 21000 (ac + bd )2 + (bc ad )2a 2 c 2 + b 2 d 2 + b 2 c 2 + a 2 d 2L() = 20lg= 20lgc 2 + d 2c 2 + d 2bc 一 adQ () = arctanac + bd (rad /
6、s)f (Hz)2 X (0V)2 Xm(V)2Y(mV)实测申( )计算申( )2Ym2Xm实测L()计算L ()94.25150.485.124.960.0940.0920.9690.2760.121314.16501.45.124.480.2770.2520.8751.1601.096628.321001.65.123.760.3180.3180.7342.6822.7931256.642001.245.123.040.2450.2380.5944.5284.6671884.963000.845.122.80.1650.1400.5475.2425.3292513.274000.365.
7、122.80.0700.0630.5475.2425.5613141.595000.085.162.680.0160.0020.5195.6905.6164398.237000.565.162.680.1090.0900.5195.6905.5025026.558000.85.082.840.1580.1260.5595.0515.3876283.1910001.085.082.840.2140.1830.5595.0515.10212566.3720001.645.23.440.3210.3080.6623.5893.48918849.5630001.445.163.80.2830.3130
8、.7362.6572.30731415.9350001.365.124.360.2690.2540.8521.3961.12043982.3070000.965.124.760.1890.2010.9300.6330.63462831.85100000.85.124.940.1570.1500.9650.3110.330125663.71200000.45.0850.0790.0780.9840.1380.087251327.41400000.25.085.040.0390.0400.9920.0690.022628318.531000000.285.085.060.0550.0160.996
9、0.0340.00410G(S) _ s(0.2 + s) +10 _50s 2 + 5s + 50实验二：求计算的幅频特性与相频特性的公式为：50甲() = arctan一 550 一 2L()二 20lg50斗(50 一2)2 + 252G (丽=50 %回兰2)二5凹(50 2)+ 5 j(50 2)2 + 25 2 (rad / s)f ( Hz )2 X (0V)2 Xm(V)2Y(mV)实测申( )计算申( )2Ytfl2Xm实测L ()计算L ()1.880.315.085.240.198-0.2001.0310.2690.4653.140.51.925.245.840.375-
10、0.3731.1150.9421.2914.400.73.045.046.80.647-0.6221.3492.6022.4465.030.83.525.047.20.773-0.7931.4293.0983.0335.650.94.325.127.361.004-1.0031.4383.1523.4716.2814.725.127.521.173-1.2481.4693.3393.5756.911.15.045.047.041.571-1.5061.3972.9033.1907.541.24.725.046.481.2131.3911.2862.1832.3128.171.34.465.25
11、.841.0311.1821.1231.0081.08510.051.63.385.123.520.7210.7780.6883.2553.12512.5722.645.042.080.5510.5270.4137.6877.95031.4250.825.040.40.1630.1660.07922.00725.57543.9870.525.160.20.1010.1160.03928.23231.583六、实验结果与分析1. 实验结果分析1实验一根据测得的数据，并经过一系列计算之后，得到的实验一幅频相频特性曲线如下图:实验一幅频特性曲线实验实验一相频特性曲线实验 通过运用公式理论计算得到的曲
12、线如下列图所示：实验一幅频特性曲线计算实验一相频特性曲线计算 通过matlab仿真所得实验一中的幅频相频特性曲线如下列图所示:由此可以看出，所测并计算之后得到的幅频特性曲线与相频特性曲线和公式计算结果所得到的曲线非常相 近，并且与通过matlab仿真得到的波特图之间的差距很小，但仍然存在一定误差。(2) 实验二根据测得的实验结果，在matlab上绘制幅频特性曲线图如下列图所示：Inw实验二幅频特性曲线实验实验二相频特性曲线实验根据计算结果，在matlab上绘制幅频曲线如下列图所示实验二幅频特性曲线计算实验二相频特性曲线计算通过matlab程序仿真得到的幅频与相频曲线如下列图所示：由上图分析可以得到，实验所测得到的幅频特性曲线与计算结果得到的曲线几乎一样，并且与matlab仿真 的波特图非常相近。但是实验所测得到的相频特性曲线虽然和计算结果得到的曲线较为温和，但是却与 matlab仿真得到的相频曲线有着非常大的差异。这一点的主要原因为：。2. 实验误差分析本次实验的误差相对于其他实验的误差而言比较大，主要原因有以下几点：(1) 示波器读取幅值的时候，
