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1、實驗二實驗二二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?.通過實驗了解參數(shù)(阻尼比)、(阻尼自然頻率)的變化對二階系統(tǒng)動?n?態(tài)性能的影響;2.掌握二階系統(tǒng)動態(tài)性能的測試方法。二、實驗內(nèi)容二、實驗內(nèi)容1.觀測二階系統(tǒng)的阻尼比分別在01三種情況下的單位???階躍響應(yīng)曲線;2.調(diào)節(jié)二階系統(tǒng)的開環(huán)增益K,使系統(tǒng)的阻尼比,測量此時系統(tǒng)的21??超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間ts(Δ=0.05);p?3.為一定時,觀測系統(tǒng)在不同時的響應(yīng)曲線。
2、?n?三、實驗原理三、實驗原理1.二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)用二階常微分方程描述的系統(tǒng),稱為二階系統(tǒng),其標(biāo)準(zhǔn)形式的閉環(huán)傳遞函數(shù)為(21)2222)()(nnnSSSRSC???????閉環(huán)特征方程:0222???nnS???其解,1221????????nnS針對不同的值,特征根會出現(xiàn)下列三種情況:?1)01(欠阻尼),?2211????????nnjS此時,系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)呈振蕩衰減形式,其曲線如圖21的(a)所示。它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:)(1
3、11)(2??????????tSinetCdtn式中,。21?????nd???211???tg2)(臨界阻尼)1??nS???21其閉環(huán)傳遞函數(shù)為:1121TKST1STK)S(W???與式21相比較,可得,RC1TTk211n???X112R2RTkT21???請大家注意推導(dǎo)過程,合理選擇電路參數(shù),以期得到正確的實驗結(jié)果請大家注意推導(dǎo)過程,合理選擇電路參數(shù),以期得到正確的實驗結(jié)果四、實驗步驟四、實驗步驟根據(jù)二階系統(tǒng)電路模擬圖,使用
4、Multisim設(shè)計模擬電路。1.,Rx阻值可調(diào)范圍為0~470K。系統(tǒng)輸入一單位階躍信號,在10?n?下列幾種情況下,用上位軟件觀測并記錄不同值時的實驗曲線。?1.1當(dāng)可調(diào)電位器使=0.2,系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài),其超調(diào)量為53%左?右;1.2若可調(diào)電位器使=0.707,系統(tǒng)處于欠阻尼狀態(tài),其超調(diào)量為4.3%左?右;1.3若可調(diào)電位器使=1,系統(tǒng)處于臨界阻尼狀態(tài)?1.4若可調(diào)電位器使=2,系統(tǒng)處于過阻尼狀態(tài)。?2.=0.2,系統(tǒng)輸入一單位
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