控制理论实验报告二阶系统的瞬态响应

控制理论实验报告二阶系统的瞬态响应

实验报告

课程名称：控制理论（乙） 指导老师： 成绩：__________________

实验名称：二阶系统的瞬态响应 实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的

1．通过实验了解参数?(阻尼比)、?(阻尼自然频率)的变化对二阶系统动态性能的影响；

2．掌握二阶系统动态性能的测试方法。

二、主要仪器设备

1．THBDC-2型 控制理论·计算机控制技术实验平台；

2．PC机一台(含“THBDC-2”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。

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三、实验内容

1．观测二阶系统的阻尼比分别在01三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??1，测量此时系统的超调量?、调节时2p间ts(Δ= ±0.05)；

3．?为一定时，观测系统在不同?时的响应曲线。

四、实验原理

1．二阶系统的瞬态响应

用二阶常微分方程描述的系统，称为二阶系统，其标准形式的闭环传递函数为

?C(S)? R(S)S?2??S??n2n22nn(2-1)

闭环特征方程：S21,2nn22?2??n??n?0

其解 S????????1，

针对不同的?值，特征根会出现下列三种情况：

1）0

此时，系统的单位阶跃响应呈振荡衰减形式，其曲线如图2-1的(a)所示。它的数学表达式为：

21,2nnC(t)?1?11??2e???ntSin(?dt??)

?1式中?d??n1??2，??tg1??2?。

???n2）??1（临界阻尼）S1,2