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1、一、实验目的1. 熟悉THBDC-1型 控制理论计算机控制技术实验平台及“THBDC-1”软件的使用； 2熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟； 3测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。4.观测二阶系统的阻尼比分别在Ov?v1, ? =1和?1三种情况下的单位阶跃响应曲线；二、实验环境1. THBDC-1型 控制理论计算机控制技术实验平台；2. PC机一台（含“THBDC-1”软件）、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、 USB 接口线。三、实验报告要求1. 画出各典型环节的实验电路图,并注明参数。2. 写出各典型环节的传递函数。3. 根据测得的典
2、型环节单位阶跃响应曲线,分析参数变化对动态特性的影响。4. 画出二阶系统线性定常系统的实验电路,并写出闭环传递函数,表明电路中的各参数；5. 根据测得系统的单位阶跃响应曲线，分析开环增益K和时间常数T对系统的动态性能 的影响。四、实验内容及分析1.比例（P）环节选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，当ui为一单位阶跃信号时，用“THBDC-1”软件观测并记录相应K值时的实验曲线，并与理论值进行比较。参数：一图比例系数K=1时，电路中的参数取：R=100K, R2=100K。 二图比例系数K=2时，电路中的参数取：R1=100K，R2=200K。传递函数：G （S） = o = K
3、U （S）i结论：如上图所示当K值改变为2倍时，输出量也跳跃为原来的2倍，最后稳定时还是一样输 出值等于原来的 2 倍2. 积分（I）环节根据积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元（U12、U6）设计并组建相应的模拟电 路，当叫为单位阶跃信号时，用“THBDC-1”软件观测并记录相应T值时的输出响应曲线，并 与理论值进行比较。参数：R0=200K积分时间常数T=1S时，电路中的参数取：R=100K, C=10uF(T=RC=100KX10uF=l)；积分时间常数丁=时，电路中的参数取：R=100K, C=1uF(T=RC=100KX 1uF=； 结论：随着RC的改变，积分时间常数，且积分
4、时间常数越小，输出值线性变化越快。3.比例微分(PD)环节根据比例积分微分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元(U12、U6)设计并组建其相应的模拟电路，当叫为一单位阶跃信号时，用“THBDC-1”软件观测，并记录不同K、T、TD 值时的实验曲线，并与理论值进行比较。取比例系数K=1、积分时间常数T=1S时，电路中的参数取:R=100K,R2=100K, C=10uF(K=R2/ R1=1， T=R2C=100KX10uF=1)；取比例系数K=1、积分时间常数丁=时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K，C=1uF(K=R2/ R1=1， T=R2C=100KX1uF=。结论：随
5、着 R1,R2,C 的改变，比例系数和微分时间常数会改变。对于微分调节，在输入信号的瞬间，达到正无穷，输出值Uo达到最大值，但在以后，Ui为定值,=0，又在比例调节的作用下，输出值为输入值的 K 倍。4二阶系统的瞬态响应(1).观测二阶系统的阻尼比分别在Ov?vl, ?=1和?1三种情况下的单位阶跃响应曲线;(2).调节二阶系统的开环增益K,使系统的阻尼比:=，测量此时系统的超调量6p、调节时间tA= ;(3). ?为一定时，观测系统在不同时的响应曲线。 n四、实验小结1 用运放模拟典型环节时，其传递函数是在什么假设条件下近似导出的？ 答：放大倍数远大于 1，近似为理想放大电路2 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？而又在什么条件下，惯性环节可以近似地视为比例环节？答：惯性环节是x(t)=K(l-e、t/T)而积分环节是x(t)=K/s, 个是类指数函数，一个是一次函 数，当T趋向于无穷小时惯性环节可以近似为积分环节。3在积分环节和惯性环节实验中，如何根据单位阶跃响应曲线的波形，确定积分环节和惯 性环节的时间常数？答：当t = T的时候在惯性环节是U(O) = %U而积分环节是U0)=Ui无穷大 4为什么实验中实际曲线与理论曲线有一定误差？ 答：人为输入信号时存在时间间隙
