实验三 控制系统的稳定性分析

实验三 控制系统的稳定性分析

实验三 控制系统的稳定性分析

一、实验目的

1．观察系统的不稳定现象。

2．研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。 二、实验仪器

1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 三、实验内容

系统模拟电路图如图3-1

图3-1 系统模拟电路图

其开环传递函数为:

G0(s)?10Ks(0.1s?1)(Ts?1)式中 K=R3/R2，R2=100K?，R3=0～500K；T=RC，R=100K?，C=1?f或C=0.1?f两种情况。 四、实验步骤

1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 2.启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。

3.测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。

4.在实验课题下拉菜单中选择实验三[控制系统的稳定性分析], 鼠标单击该选项弹出实验课题参数窗口。其中设置输入信源电压U1=1V,点击确认观察波形。

5.取R3的值为50K?，100K?，200K?，300K?此时相应的K=0.5，1，2，3。观察不同

R3值时显示区内的输出波形(既U2的波形)，找到系统输出产生增幅振荡时相应的R3及K值。再把电阻R3由大至小变化，即R3=300k?，200k?，100k?，50k?，观察不同R3值时显示区内的输出波形, 找出系统输出产生等幅振荡变化的R3及K值，并观察U2的输出波形。

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实验三 控制系统的稳定性分析

6.在步骤5条件下，使系统工作在不稳定状态，即工作在等幅振荡情况。改变电路中的电容C由1?f变成0.1?f，取R3的值为500K?，1000K?，1100K?，1500K?此时相应的K=5，10，11，15。观察不同R3值时显示区内的输出波形(既U2的波形)，找到系统输出产生增幅振荡时相应的R3及K值。再把电阻R3由大至小变化，即R3=1500k?，1100k?，1000k?，500k?，观察系统稳定性的变化。 7.将实验结果填入下表中：

参数 R3=50K K=0.5 C=1uf T=0.1 R2=100K R3=200K K=2 R3=300K K=3 R3=500K K=5 C=0.1uf T=0.01 R2=100K R3=1100K K=11 R3=1500K K=15 五、实验报告

1．画出系统增幅或减幅振荡的波形图。

2．计算系统的临界放大系数，并与步骤5中测得的临界放大系数相比较。 六、预习要求

1． 分析实验系统电路，掌握其工作原理。

2． 理论计算系统产生等幅振荡、增幅振荡、减幅振荡的条件。

R3=1000K K=10 R3=100K K=1 系统响应曲线 2

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