自动控制原理实验指导书

实验二 二阶系统阶跃响应

一、实验目的

1．研究二阶系统的特征参数，阻尼比 和无阻尼自然频率 n对系统动态性能的影响。定

量分析 和 n与最大超调量Mp和调节时间tS之间的关系。

2．进一步学习实验系统的使用方法

3．学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。 二、实验仪器

1．EL-AT-III型自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 三、实验原理

1．模拟实验的基本原理：

控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。 2. 域性能指标的测量方法： 超调量Ó%：

1）启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。 2) 检查USB线是否连接好，在实验项目下拉框中选中实验，点击

按钮，出

现参数设置对话框设置好参数，按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信

正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可以继续进行实验。 3) 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，将两个积分电容连在模拟开关上。

检查无误后接通电源。

4) 在实验项目的下拉列表中选择实验二[二阶系统阶跃响应] 。 5) 鼠标单击

按钮，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应

的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果

6) 利用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值，代入下式算出超调量：

YMAX - Y∞

Ó%=——————×100% Y∞ TP与TP：

利用软件的游标测量水平方向上从零到达最大值与从零到达95%稳态值所需的时间值，便可得到TP与TP。