高阶系统的瞬态响应和稳定性分析

自动控制原理实验报告

课程名称自动控制原理成绩评定

实验项目名称高阶系统的瞬态响应和稳定性分析指导教师

实验项目编号0806105702实验项目类型验证实验地点

学院电气工程系专业电气工程及其自动化实验时间2019年5 月20 日下午温度℃湿度一、实验目的

1．熟悉Matlab/simulink各典型模块；

2．测量单位阶跃和单位斜坡对三阶系统的响应误差。

３．分析串联校正的效果

二、实验环境

三、实验报告要求

1．画出三阶系统的稳态误差。

2．分析串联校正的效果。

四、实验内容及分析

1．系统的开环传递函数为：

第一步:根据单位阶跃响应和单位斜坡响应，实测它们的稳态误差。

当输入为阶跃信号r(t)=1(t)时，ess=dgc1=0

当输入为斜坡信号r(t)=t时，ess=dgc2=0.1000

第二步:绘制开环系统的对数幅相频率特性，并测出系统的相位裕度。

可以得出，系统的相位裕度为0.0584

系统的对数幅相频率特性曲线如下Bode

第三步: 设计一串联校正环节，使校正后的系统相位裕度≥15?。

由前两问已知wc≈1，相位裕度为0.0584

要使得相位裕度增大，现设计一串联校正环节进行超前校正：

由计算得校正之后系统的相位裕度为26.8495°≥15?

则

第四步：并绘制出校正后的系统对数幅相频率特性，并测量校正后的系统相位裕度。

得校正后的的相位裕度为26.9368≥15°，且与上一问中计算所得26.8495相差不大

Bode

四、实验小结

通过本次实验，我学会了使用matlab的dcgain()函数求系统的稳态误差、用margin()函数求系统的相位裕度、用bode()函数画出系统的Bode图，以及要提高系统的相位裕度时，若要用串联校正的方法，应设计一个超前校正环节，超前校正装置所要求的时间常数是容易满足的。

模态分析和频率响应分析的目的

有限元分析类型 一、nastran中的分析种类 （1）静力分析 静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段，主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷（如集中载荷、分布载荷、温度载荷、强制位移、惯性载荷等）作用下的响应、得出所需的节点位移、节点力、约束反力、单元内力、单元应力、应变能等。该分析同时还提供结构的重量和重心数据。 （2）屈曲分析 屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，NX Nastran中的屈曲分析包括两类：线性屈曲分析和非线性屈曲分析。 （3）动力学分析 NX Nastran在结构动力学分析中有非常多的技术特点，具有其他有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。结构动力分析不同于静力分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用。 NX Nastran的主要动力学分析功能：如特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等可简述如下： ?正则模态分析 正则模态分析用于求解结构的固有频率和相应的振动模态，计算广义质量，正则化模态节点位移，约束力和正则化的单元力及应力，并可同时考虑刚体模态。 ?复特征值分析 复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型，分析过程与实特征值分析类似。此外

Nastran的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。 ?瞬态响应分析（时间-历程分析） 瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。两种方法均可考虑刚体位移作用。 直接瞬态响应分析 该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分，直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。 模态瞬态响应分析 在此分析中，直接瞬态响应问题用上面所述的模态分析进行相同的变换，对问题的规模进行压缩，再对压缩了的方程进行数值积分，从而得出与用直接瞬态响应分析类型相同的输出结果。 ?随机振动分析 该分析考虑结构在某种统计规律分布的载荷作用下的随机响应。例如地震波，海洋波，飞机超过建筑物的气压波动，以及火箭和喷气发动机的噪音激励，通常人们只能得到按概率分布的函数，如功率谱密度（PSD）函数，激励的大小在任何时刻都不能明确给出，在这种载荷作用下结构的响应就需要用随机振动分析来计算结构的响应。NX Nastran中的PSD可输入自身或交叉谱密度，分别表示单个或多个时间历程的交叉作用的频谱特性。计算出响应功率谱密度、自相关函数及响应的RMS值等。计算过程中，NX Nastran不仅可以像其他有限元分析那样利用已知谱，而且还可自行生成用户所需的谱。 ?响应谱分析 响应谱分析（有时称为冲击谱分析）提供了一个有别于瞬态响应的分析功能，在分析中结构的激励用各个小的分量来表示，结构对于这些分量的响应则是这个结构每个模态的最大响应的组合。 ?频率响应分析 频率响应分析主要用于计算结构在周期振荡载荷作用下对每一个计算频率的动响应。计算结果分实部和虚部两部分。实部代表响应的幅度，虚部代表响应的相角。 直接频率响应分析 直接频率响应通过求解整个模型的阻尼耦合方程，得出各频率对于外载荷的响应。该类分析在频域中主要求解两类问题。第一类是求结构在一个稳定的周期性正弦外力谱的作用下的响应。结构可以具有粘性阻尼和结构阻尼，分析得到复位移、速度、加速度、约束力、单元力和单元应力。这些量可以进行正则化以获得传递函数。 第二类是求解结构在一个稳态随机载荷作用下的响应。此载荷由它的互功率谱密度定义。而结构载荷由上面所提到的传递函数来表征。分析得出位移、加速度、约束力或单元应力的自相关系数。该分析也对自功率谱进行积分而获得响应的均方根值。 模态频率响应 模态频率响应分析和随机响应分析在频域中解决的两类问题与直接频率响应分析解决相同的问题。

电厂热控自动化系统运行的稳定性研究

电厂热控自动化系统运行的稳定性研究 发表时间：2018-05-31T09:51:11.717Z 来源：《基层建设》2018年第9期作者：王伟1 李永超2 [导读] 摘要：在电厂热控自动化系统运行的过程中，最重要的就是提高系统的稳定性和安全性。 1东北电力设计院有限公司长春 130021；2北京ABB贝利工程有限公司北京 10010 摘要：在电厂热控自动化系统运行的过程中，最重要的就是提高系统的稳定性和安全性。企业可以通过先进技术的应用，提高系统的性能。企业制定完善的管理制度，加强对系统的管理工作，促进工作更加高效进行，满足社会生产的需要。 关键词：电厂热控自动化系统；运行；稳定性 引言 热控自动化系统的重要性随着国家对电力需求的增加逐渐表现出来，因此我们必须将热控自动化系统的稳定性研究提到重要的高度上来，这就需要我们在对电厂热控自动化系统进行分析时，从起自身特点出发，理性地对待存在的问题。虽然目前电厂热控自动化系统应用技术在我国基本得到完善，但仍旧需要厂家从实际生产状况出发，对出现的问题进行解决，以期达到电厂生稳定生产的目的。 1热控自动化技术 为了适应社会发展的需要，电力企业逐渐将更多的机械系统组合在一起运行，并且机组的容量也有了很大的扩增，对于热控自动化系统的要求也越来越高。目前，电力企业需要做的就是提高热控自动化技术，并且对于热控自动化系统的工作要有严格的要求，提高热控自动化系统的稳定性，保证工作的高效进行。在提高热控自动化系统的性能的同时，也要注意降低系统工作所带来的环境问题，降低系统工作的耗能，实现环境与生产的同步发展。在技术发展的同时，可以利用语言技术来控制系统，从而提高电厂的工作效率和自动化水平。系统工作的稳定性与温度是有关系的，可以通过对温度变化的有效研究，确保热控自动化系统的稳定性。 2电厂热控自动化系统的构成 2．1分散控制系统 分散控制系统通过控制接口、网间通信接口、运行操作接口、开发维护接口来实现系统的分散控制和集中操作，然后分散控制系统再和通信网络相结合，就构成了过程控制系统。模块是过程控制系统中的重要组成部分，可以灵活、合理地对系统进行控制，从而提高系统的工作效率。 2．2辅助控制系统 辅助控制系统是可以在无人控制的模式下进行操作的，对于电厂热控自动化系统的工作发挥着很大的作用。辅助控制系统在工作过程中，可以利用编程控制器设置自动控制指令，系统就可以在数据接口和交换机的作用下稳定运行，从而达到对生产效率的提高。对于传输中的综合数据，在辅助控制系统的集中控制和中央控制室技术的应用下，可以让自动化系统在无人控制的情况下，也达到很好的效果。 2．3实时监控系统 实时监控系统主要是对系统工作过程中工作情况的监控，当系统出现问题时，实时监控系统就可以及时发现问题，可以使问题及时得到解决，减少工作过程中的损失。实时监控系统，对工作过程的监督是动态监督，监控系统一旦发现问题，就会通过厂级实时监控系统和信息管理系统发出警报，以便问题得到有效解决。而且这个系统，还可以实现共享数据资源和互通数据。 2．4视频网络监控系统 视频网络监控系统是电厂热控自动化系统工作的关键，可以帮助实现更好的监控。通过对通信接口和辅助系统的有机结合，可以达到对电厂运行情况进行实时监控的目的，而且也可以对系统的工作程序进行有效监控。在系统工作无人值班的情况下，视频网络监控系统就发挥了极大的作用和更加高效的监控，为系统的稳定工作提供了保障。视频网络监控系统还可以帮助检查系统操作工作的进行，减少工作过程中的失误。 3电厂热控自动化系统运行的问题 3.1热控元件故障 其实我们可以把热控元件故障看做元件信号失真。我们可以设想一下，假如出现问题的元件是FSSS或是ETS，那么就会产生生产系统直接跳闸的现象，如果更严重的话设备可能直接报废，这样就会给电厂造成无法估计的损失。笔者在进行大量的数据分析后得出导致热控元件出现故障的原因不止一个，电厂生产环境的特殊是其中最为主要的因素，热控元件在管理不及时的情况下会受到设备服务时间因素、环境因素、元件安装等因素影响，这时就会出现运行故障。所以要想防止热控元件故障的发生，就要重视相关的影响因素并在此基础上进行分析探讨，找到相应的解决办法。 3.2系统逻辑故障 新投入设备一般会产生系统逻辑故障的问题，其根本原因应是新投入的设备运行时间比较短，容易因为尚不健全的逻辑设计而导致整个系统发生故障，发生的故障主要表现为设备会出现判断失误、信号错误和出现错误动作等。所以人们通常会对新投入工作的机组进行多次的运行操作，在操作过程中一旦出现关于系统逻辑缺陷的问题，工作人员就可以在设备投入正常的使用之前进行解决。因此，新投入的设备在试运行阶段时，工作人员需要对其进行细致的分析，总结设备出现的问题类型，并依据试运行出现的问题确定相关的解决方案，将设备存在的不足之处逐渐进行完善。 4优化电厂热控自动化系统稳定性的措施 4.1优化系统控制单元设计 想要从根本上提高DCS系统运行的智能化和灵敏性，达到完善系统监控能力的目的就必须优化设计热控系统控制单元DCS系统，使单元控制朝着稳定性和智能性方向发展。也就需要电厂员工广泛应用各类新型技术，规划好与电子科技和计算机之间的复杂关系，改进落后的技术体系，进而实现高水平、现代化分散控制系统的目标。与此同时，还要优化处理自动控制过程，以达到增强整个系统抗干扰能力的目的。 4.2完善自动控制过程控制软件的相关功能 在进行设计自动化控制程序模块时，把控制指标以及控制范围进行完善，就能够提高系统的抗干扰性，除此以外也要注重优化自动控制工程软件，这样就利于实现系统运行的全程监控。重视系统监控作用的发挥，将监控软件落实于每一个过程，增强对系统运行监控的关

实验一--控制系统的稳定性分析

实验一--控制系统的稳定性分析

实验一控制系统的稳定性分 班级：光伏2班 姓名：王永强 学号：1200309067

实验一控制系统的稳定性分析 一、实验目的 1、研究高阶系统的稳定性，验证稳定判据的正确性； 2、了解系统增益变化对系统稳定性的影响；

3、观察系统结构和稳态误差之间的关系。 二、实验任务 1、稳定性分析 欲判断系统的稳定性，只要求出系统的闭环极点即可，而系统的闭环极点就是闭环传递函数的分母多项式的根，可以利用MATLAB中的tf2zp函数求出系统的零极点，或者利用root函数求分母多项式的根来确定系统的闭环极点，从而判断系统的稳定性。 （1）已知单位负反馈控制系统的开环传递 函数为 0.2( 2.5) () (0.5)(0.7)(3) s G s s s s s + = +++，用MATLAB编写 程序来判断闭环系统的稳定性，并绘制闭环系统的零极点图。 在MATLAB命令窗口写入程序代码如下：z=-2.5 p=[0,-0.5,-0.7,-3] k=1 Go=zpk(z,p,k)

Gc=feedback(Go,1) Gctf=tf(Gc) dc=Gctf.den dens=ploy2str(dc{1},'s') 运行结果如下： Gctf = s + 2.5 --------------------------------------- s^4 + 4.2 s^3 + 3.95 s^2 + 2.05 s + 2.5 Continuous-time transfer function. dens是系统的特征多项式，接着输入如下MATLAB程序代码： den=[1,4.2,3.95,1.25,0.5] p=roots(den)

系统稳定运行规定

十八、系统暂行规定 一、填空题（100） 1.如执行某项调度指令确实将威胁人员、设备或电网安全，值长可以_______。 答：拒绝执行 2.如发生拒绝执行调度指令的情况，值长应_______。 将理由及修改建议上报该调度员，并向单位领导汇报； 3._______，任何单位和个人不得擅自改变其调度管辖设备状态。 答：未经值班调度员许可； 4.发生危及人身和设备的情况按_______处理。改变设备状态后立即_______。 答：厂站规程；向值班调度员汇报； 5.对于各级调度许可设备，在操作前应_______，操作后_______。 答：向相关调度汇报；及时汇报； 6.如果操作可能影响其他调度许可设备的状态，应_______，并_______。 答：征求调度意见；做好反措。 7.当电网设备发生异常或故障，运行值班员应_______。 答：立即向管辖该设备的值班调度员汇报。 8. 防误闭锁装置正常情况下不得_______或_______。 答：随意解锁；退出运行； 9. 设备一端带电或一经合闸即可带电的设备均应视为_______，不得进行_______。 答：运行设备；验收操作； 10.工作或作业现场的各项安全措施必须符合_______和_______的有关要求。 答：《国家电网公司电力安全工作规程》（国家电网安监〔2005〕83号）；《电力建设安全工作规程》（DL5009）； 11.根据工作内容认真做好_______，并据此做好各项安全措施。 答：作业现场危险点分析； ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------

12.要定期检查危险点分析工作，确保其_______和_______。 答：针对性；有效性 13.倒闸操作时，不允许改变操作顺序，当操作发生疑问时，应立即_______，并报告调度部门，不允许随意_______。 答：停止操作；修改操作票； 14.防误装置电源应与继电保护及控制回路电源_______。 答：独立； 15.枢纽变电站宜采用_______或_______方式。 答：双母分段结线；3/2结线； 16.枢纽变电站直流系统应充分考虑设备检修时的冗余，应采用_______的方案。 答：两组蓄电池、三台充电机； 17.直流母线应采用_______运行方式。 答：分段； 18.为提高继电保护的可靠性，重要线路和设备必须坚持按_______的原则。 答：双重化配置互相独立保护； 19.严格蓄电池组的运行维护管理，防止运行环境温度_______造成蓄电池组损坏。 答：过高或过低； 20.各阀中的冗余晶闸管级数，应不小于12个月运行周期内损坏的晶闸管级数的期望值的_______倍，也不应少于_______个晶闸管级。 答：2、5；2至3； 21.在正常运行过程中，重瓦斯保护应投_______。 答：跳闸； 22.若需退出重瓦斯保护时，应_______，并经有关主管领导批准。 答：预先制定安全措施； 23.对于SF6绝缘套管，应配置相应的_______。 答：气体密度（或压力）监视装置； 24.定期对套管进行维护，检查SF6_______。 答：气体密度监视装置和压力计； ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------

实验四 控制系统的稳定性分析

西京学院实验教学教案实验课程：现代控制理论基础 课序： 4 教室：工程舫0B-14实验日期：2013-6-3、4、6 教师：万少松 一、实验名称：系统的稳定性及极点配置二、实验目的 1．巩固控制系统稳定性等基础知识；2．掌握利用系统特征根判断系统稳定性的方法；3．掌握利用李雅普诺夫第二法判断系统的稳定性的方法；4. 掌握利用状态反馈完成系统的极点配置；5．通过Matlab 编程，上机调试，掌握和验证所学控制系统的基本理论。三、实验所需设备及应用软件序号 型 号备 注1 计算机2Matlab 软件四、实验内容1. 利用特征根判断稳定性；2. 利用李雅普诺夫第二法判断系统的稳定性；3.状态反馈的极点配置；五、实验方法及步骤1.打开计算机，运行MATLAB 软件。2.将实验内容写入程序编辑窗口并运行。3.分析结果，写出实验报告。 语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器

一、利用特征根判断稳定性 用matlab 求取一个系统的特征根，可以有许多方法，如，，，()eig ()pzmap 2ss zp ，等。下面举例说明。 2tf zp roots 【例题1】已知一个系统传递函数为，试不同的方法分析闭环系统的稳定性。()G s 2(3)()(5)(6)(22)s G s s s s s += ++++解：num=[1,3]den=conv([1,2,2],conv([1,6],[1,5]))sys=tf(num,den)(1)() eig p=eig(sys)显示如下：p = -6.0000 -5.0000 -1.0000 + 1.0000i -1.0000 - 1.0000i 所有的根都具有负的实部，所以系统稳定。(2) ()pzmap pzmap(sys) 从绘出的零极点图可看见，系统的零极点都位于左半平面，系统稳定。（3）2()tf zp [z,p,k]=tf2zp(num,den) （4）()roots roots(den)【例题2】已知线性定常连续系统的状态方程为122122x x x x x ==- 试用特征值判据判断系统的稳定性。 解： A=[0,1;2,-1] eig(A)

电力系统的稳定运行及其防范措施

电力系统的稳定运行及其防范措施 摘要：当前，随着我国工农业社会经济的飞速发展，人们对电力需求不断加大，同时对电力系统的稳定运行和电压质量的要求也愈来愈高，这就给我们电力部门 提出了更高的要求和希望。为了保障电力系统安全稳定运行，防止系统稳定破坏，需要我们充分认识电力系统的稳定运行的重要性，防止电网事故的防范措施。 关键词：电力系统；稳定运行；频率；电压；防范措施 1.前言 电力系统稳定性的破坏是事故后影响系统安全运行的最严重后果。随着电力 系统的迅速发展，现代电网以大机组、大电网、超高压、长距离、重负荷、大区 域联网、交直流联合为特点，虽然强有力地保证了社会日益增长的用电需求，但 同时也产生了一系列的系统稳定问题。如果处理不当，不但导致电力系统因不能 继续向负荷正常供电而停止运行，甚至其后果将使电力系统的长期大面积停电， 严重是还会造成系统崩溃事故，带来巨大的经济和社会损失。因此，现代电网对 系统的安全、经济运行提出了很高的要求，即要求系统具有很强的抗干扰能力并 保持电力系统有足够的安全稳定运行裕度，同时也是赋予系统规划设计和电网调 度运行的一项重要任务。 2.电力系统的稳定运行分类 当电力系统受到扰动后，能自动恢复到原来的运行状态，或者凭借控制设备 的作用过渡到新的稳定状态运行，即为电力系统稳定运行。 电力系统的稳定运行从广义角度来看，可分为： 1）发动机同步运行的稳定性问题。根据电力系统所承受的扰动大小的不同，又可分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定三大类。 （1）静态稳定是指当电力系统受到小干扰后不发生非同期性失步，自动恢复到起始运行状态。 （2）暂态稳定功是指当电力系统受到大扰动各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行方式的能力，通常指保持第一或第二个振荡周期不 失步的功角稳定，是电力系统功角稳定的一种形式。 （3）动态稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后，在自动调节或控制装置的作用下，保持较长过程的运行稳定的能力。 2）电力系统无功不足引起的电压稳定性问题。电压稳定是指电网电压受到 小的或大的扰动后，能保持或恢复到允许的范围内，不发生电压失稳的能力。电 压失稳可表现为静态失稳、大扰动暂态失稳、大扰动动态失稳或中长期过程失稳。 3）电力系统有功功率不足引起的频率稳定性问题。频率稳定是指电力系统有功功率扰动后，电网运行频率能够保持或恢复到允许的范围内，不发生频率崩溃 的能力。 3.保证电力系统安全稳定的“三道防线” “三道防线”是指电力系统受到不同扰动时，对电网保证安全可靠供电方面提 出的要求： 1）当电网发生常见的概率高的单一故障时，电力系统应当保持稳定运行，同时保持对用户的正常供电； 2）当电网发生了性质较严重但概率较低的单一故障时，要求电力系统保持稳定运行，但允许损失部分负荷（或直接切除某些负荷，或因系统频率下降，负荷 自然降低）；

实验二 控制系统的阶跃响应及稳定性分析

实验二 控制系统的阶跃响应及稳定性分析 一、实验目的及要求： 1.掌握控制系统数学模型的基本描述方法； 2.了解控制系统的稳定性分析方法； 3.掌握控制时域分析基本方法。 二、实验内容： 1.系统数学模型的几种表示方法 （1）传递函数模型 G(s)=tf() （2）零极点模型 G(s)=zpk(z,p,k) 其中，G(s)= 将零点、极点及K值输入即可建立零极点模型。 z=[-z1,-z …,-z m] p=[-p1,-p …,-p] k=k (3)多项式求根的函数：roots ( ) 调用格式： z=roots(a) 其中：z — 各个根所构成的向量 a — 多项式系数向量 (4)两种模型之间的转换函数： [z ,p ,k]=tf2zp(num , den) %传递函数模型向零极点传递函数的转换 [num , den ]=zp2tf(z ,p ,k) %零极点传递函数向传递函数模型的转换 （5）feedback()函数：系统反馈连接

调用格式：sys=feedback(s1,s2,sign) 其中，s1为前向通道传递函数，s2为反馈通道传递函数，sign=-1时，表示系统为单位负反馈；sign=1时，表示系统为单位正反馈。 2.控制系统的稳定性分析方法 （1）求闭环特征方程的根(用roots函数)； 判断以为系统前向通道传递函数而构成的单位负反馈系统的稳定性，指出系统的闭环特征根的值： 可编程如下： numg=1; deng=[1 1 2 23]; numf=1; denf=1; [num,den]= feedback(numg,deng,numf,denf,-1); roots(den) （2）化为零极点模型，看极点是否在s右半平面（用pzmap）； 3.控制系统根轨迹绘制 rlocus() 函数：功能为求系统根轨迹 rlocfind():计算给定根的根轨迹增益 sgrid()函数：绘制连续时间系统根轨迹和零极点图中的阻尼系数和自然频率栅格线 4.线性系统时间响应分析 step( )函数---求系统阶跃响应 impulse( )函数：求取系统的脉冲响应 lsim( )函数：求系统的任意输入下的仿真 三、实验报告要求：

二阶系统的瞬态响应分析实验报告

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分析 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、实验目的和要求 1. 谁二阶模拟系统的组成 2. 研究二阶系统分别工作在1=ξ、10<<ξ、1>ξ三种状态下的单位阶跃响应 3. 分析增益K 对二阶系统单位阶跃响应的超调量P σ、峰值时间t p 和调整时间t s 4. 研究系统在不同K 值对斜坡输入的稳态跟踪误差 二、实验内容和原理 1. 实验原理 实验电路图如下图所示： 上图为二阶系统的模拟电路图，它是由三部分组成。其中，R1、R2和C1以及第一个运放共同组成一个惯性环节发生器，R3、C2与第二个运放共同组成了一个积分环节发生器，R0与第三个运放组合了一个反相发生器。所有的运放正输入端都接地，负输入端均与该部分电路的输入信号相连，并且输入和输出之间通过元件组成了各种负反馈调节机制。最后由最终端的输出与最初端的输入通过一个反相器相连，构成了整体电路上的负反馈调节。 惯性函数传递函数为： 1 11/1/)(1212 122121+=+?=+==s T K Cs R R R R Cs R Cs R Z Z s G 比例函数的传递函数为 s T s C R R s C Z Z s G 22332122111 )(====

反相器的传递函数为 1)(0 012 3-=-== R R Z Z s G 电路的开环传递函数为 s T s T T K s T s T K s G s G s H 22 21212111)()()(+=?+= ?= 电路总传递函数为 2 222 11 22 122212)(n n n s s T T K s T s T T K K s T s T T K s G ωξωω++=++=++= 其中 12R R K = 、121C R T =、232C R T =、21T T K n =ω、K T T 12 4=ξ 实验要求让T1=0.2s ，T2=0.5s ，则通过计算我们可以得出 K n 10=ω、K 625 .0= ξ 调整开环增益K 值，不急你能改变系统无阻尼自然振荡平率的值，还可以得到过阻尼、临界阻尼好欠阻尼三种情况下的阶跃响应曲线。 （1）当K>0.625时，系统处于欠阻尼状态，此时应满足 10<<ξ 单位阶跃响应表达式为： )1tan sin(111)(2 1 2 ξ ξωξ ξω-+-- =--t e t u d t a n 其中，2 1ξωω-=n d 图像为：

保障信息系统稳定运行的安全措施

编号：SM-ZD-13818 保障信息系统稳定运行的 安全措施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改

保障信息系统稳定运行的安全措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整 体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅 读内容。 为保障信息系统稳定运行，最大限度的减少突发事件对业务工作造成的影响和损失，连云港工商局实行以四项制度和六项原则为举措的安全保障工作，取得了良好的工作效果。 这四项制度是：1、落实安全检查制度。依据省局的有关管理制度和《连云港工商信息系统运行规范》、《连云港工商系统信息安全规范》的要求，做好机房设备、网络、辅助设施的日常维护和定期检查工作。2、做好数据备份管理。按照《江苏省工商信息系统数据备份管理规定》和《连云港工商系统信息安全规范》的要求，信息管理部门、档案室及有关业务部门认真做好各类数据的备份工作，并经常检查备份资料的存储环境，保证备份资料的准确性、安全性。3、做好病毒防范工作。经常性的关注新病毒的信息，信息管理部门定期检查系统内及客户端杀毒软件的运行状况和补丁安装情况，及时发现可能存在的安全隐患。4、做好应急准备工作。

三阶系统的瞬态响应及稳定性分析

实验四 三阶系统的瞬态响应及稳定性分析 一、实验目的 (1)熟悉三阶系统的模拟电路图。 (2)由实验证明开环增益K 对三阶系统的动态性能及稳定性的影响。 (3)研究时间常数T 对三阶系统稳定性的影响。 二、实验所需挂件及附件 图8-16 三阶系统原理框图 图8-17 三阶系统模拟电路 图8-16为三阶系统的方框图，它的模拟电路如图8-17所示，对应的闭环传递函数为： 该系统的特征方程为： T 1T 2T 3S3+T 3（T 1+T 2）S2+T 3S+K=0 其中K=R 2/R 1，T 1=R 3C 1，T 2=R 4C 2，T 3=R 5C 3。 若令T 1=0.2S ，T 2=0.1S ，T 3=0.5S ，则上式改写为 用劳斯稳定判据，求得该系统的临界稳定增益K=7.5。这表示K>7.5时，系统为不稳定；K<7.5时，系统才能稳定运行；K=7.5时,系统作等幅振荡。 除了开环增益K 对系统的动态性能和稳定性有影响外，系统中任何一个时间常数的变化对系统的稳定性都有影响，对此说明如下： 令系统的剪切频率为 ω c ，则在该频率时的开环频率特性的相位为： ?（ωc ）= - 90? - tg -1T 1ωc – tg -1T 2ωc 相位裕量γ=180?+?（ωc ）=90?- tg -1T 1ωc- tg -1T 2ωc K )S T )(S T (S T K )S (U )S (U i o +1+1+=2130=100+50S +15S +S 2 3Κ

由上式可见，时间常数T 1和T 2的增大都会使γ减小。 四、思考题 (1)为使系统能稳定地工作，开环增益应适当取小还是取大？ (2)系统中的小惯性环节和大惯性环节哪个对系统稳定性的影响大，为什么？ (3)试解释在三阶系统的实验中，输出为什么会出现削顶的等幅振荡？ (4)为什么图8-13和图8-16所示的二阶系统与三阶系统对阶跃输入信号的稳态误差都为零? (5)为什么在二阶系统和三阶系统的模拟电路中所用的运算放大器都为奇数？ 五、实验方法 图8-16所示的三阶系统开环传递函数为： (1)按K=10，T 1=0.2S, T 2=0.05S, T 3=0.5S 的要求，调整图8-17中的相应参数。 (2)用慢扫描示波器观察并记录三阶系统单位阶跃响应曲线。 (3)令T 1=0.2S ， T 2=0.1S ， T 3=0.5S ，用示波器观察并记录K 分别为5、7.5和10三种 情况下的单位阶跃响应曲线。 (4)令K=10，T 1=0.2S ，T 3=0.5S ，用示波器观察并记录T 2分别为0.1S 和0.5S 时的单位 阶跃响应曲线。 六实验报告 (1)作出K=5、7.5和10三种情况下的单位阶跃响应波形图，据此分析K 的变化对系统动态性能和稳定性的影响。 (2)作出K=10，T1=0.2S ，T3=0.5S ，T 2分别为0.1S 和0.5S 时的单位阶跃响应波形图， 并分析时间常数T 2的变化对系统稳定性的影响。 (3)写出本实验的心得与体会。 ) 1)(1()(213++=S T S T S T K S G

确保系统稳定和运行流畅的方法

确保系统稳定和运行流畅的方法 一、组装机一定要注意硬件配置合理 要做到电脑硬件配置的科学、合理，在进行组装前必须明了两个问题：第一，新电脑准备安装什么操作系统？须知：不同的操作系统，对硬件有不同的要求。假如没有满足操作系统的基本要求，这个承载软件运行的平台就不会发挥其最好的效能。第二，新电脑打算以运行哪些软件为主？应当清楚：“OFFICE”不同于“魔兽争霸”，“Photoshop CS”不同于“Virtual PC 2007”，这些都会涉及到一些硬件的相应配置。综合以上两个方面，从总体把握上还要特别注意遵循“木桶原理”——力求各个硬件“去”长“补”短，搭配得配合默契、相得益彰。而不是“参差不齐、长短不一”，更不能相互掣肘、形成内耗。 二、操作系统尽可能要选择“原版” 从某种意义上说，“原版”就是没有“正版密钥”的正版。“原版”是尚未集成诸如SP1、SP2补丁的最初级版本，也是最纯正、最标准、在此基础上集成补丁后运行最可靠、最流畅的版本。例如，WindowsXP Pro原版，从始至今，具有版本唯一性。在此基础上集成SP2，与正版WindowsXP Pro SP2无异。至于网上提供现成下载的精简版、破解版之类，是否保持了原版的完整性，运行起来与原版有什么差异，不是一两句话能说得清楚的。因此，主张就是费些功夫，也要尽量下载原版，并在此基础上集成最高版本的原版补丁。这样，既学习掌握了一门操作知识，又亲手打造了自己的操作系统，何乐而不为呢？ 三、合理搭配安全防范软件至关重要 安全防范软件，就其功能而言，可以划分为四类：1、查杀病毒；2、查杀木马（反间谍）；3、防火墙；4、查杀恶意软件。只要是电脑资源允许，“四种类型” 都应当安装，这符合当前网络世界的“大形势”。 四、下载安装软件一定要谨慎从事 关于下载常用软件，想与大家共同探讨一下常用软件的“安装路径”问题。绝大多数软件，都有安装路径的选项；绝大多数人，又都把常用软件“默认”安装在了系统盘的Program Files 文件夹。这不仅影响各驱动盘的科学归类、便于管理，也会或多或少地影响系统和软件的启动或运行速度。为什么不可以这样呢——系统盘就是系统盘，除了系统安装文件之外其它尽量不要。其它驱动盘，可根据自己情况，划分为资料盘、软件盘、休闲盘之类。在每个大分类之下，再细化若干小 分类，这岂不是更好？ 五、对系统和软件的“设置”要讲科学

自动控制实验报告一控制系统稳定性分析

实验一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．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 系统模拟电路图 其开环传递函数为: G（s）=10K/s(0.1s+1)(Ts+1) 式中 K1=R3/R2，R2=100KΩ，R3=0～500K；T=RC，R=100KΩ，C=1μf或C=0.1μf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，将纯积分电容两端连在模拟开关上。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.在实验项目的下拉列表中选择实验三[控制系统的稳定性分析] 5.取R3的值为50KΩ，100KΩ，200KΩ，此时相应的K=10，K1=5，10，20。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=200kΩ，100kΩ，50kΩ，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。 五、实验数据 1模拟电路图 2．画出系统增幅或减幅振荡的波形图。 C=1uf时： R3=50K K=5：

R3=100K K=10 R3=200K K=20：

等幅振荡：R3=220k: 增幅振荡：R3=220k：

R3=260k: C=0.1uf时：

控制系统的稳定性分析

精品 实验题目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、系统模拟电路图 系统模拟电路图如图3-1 图3-1 系统模拟电路图R3=0～500K； C=1μf或C=0.1μf两种情况。 四、实验报告 1．根据所示模拟电路图，求出系统的传递函数表达式。 G(S)= K=R3/100K,T=CuF/10 2．绘制EWB图和Simulink仿真图。

精品 3．根据表中数据绘制响应曲线。 4．计算系统的临界放大系数，确定此时R3的值，并记录响应曲线。 系统响应曲线 实验曲线Matlab （或EWB）仿真 R3=100K = C=1UF 临界 稳定 （理论值 R3= 200K） C=1UF

精品 临界 稳定 （实测值 R3= 220K） C=1UF R3 =100K C= 0.1UF

精品 临界 稳定 （理论 值R3= 1100 K） C=0.1UF 临界稳定 （实测值 R3= 1110K ） C= 0.1UF

精品 实验和仿真结果 1．根据表格中所给数据分别进行实验箱、EWB或Simulink实验，并进行实验曲线对比，分析实验箱的实验曲线与仿真曲线差异的原因。 对比： 实验曲线中R3取实验值时更接近等幅振荡，而MATLAB仿真时R3取理论值更接近等幅振荡。 原因： MATLAB仿真没有误差，而实验时存在误差。 2．通过实验箱测定系统临界稳定增益，并与理论值及其仿真结果进行比较（1）当C=1uf，R3=200K(理论值)时，临界稳态增益K=2， 当C=1uf，R3=220K(实验值)时，临界稳态增益K=2.2，与理论值相近（2）当C=0.1uf，R3=1100K(理论值)时，临界稳态增益K=11 当C=0.1uf，R3=1110K(实验值)时，临界稳态增益K=11.1，与理论值相近 四、实验总结与思考 1．实验中出现的问题及解决办法 问题：系统传递函数曲线出现截止失真。 解决方法：调节R3。 2．本次实验的不足与改进 遇到问题时，没有冷静分析。考虑问题不够全面，只想到是实验箱线路的问题，而只是分模块连接电路。 改进：在实验老师的指导下，我们发现是R3的取值出现了问题，并及时解决，后续问题能够做到举一反三。 3．本次实验的体会 遇到问题时应该冷静下来，全面地分析问题。遇到无法独立解决的问题，要及时请教老师，

实验一 典型环节的瞬态响应和动态分析

实验一 典型环节的瞬态响应和动态分析 1、一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响 一、实验目的： 通过实验加深理解如何将一个复杂的机电系统传递函数看做由一些典型环节组合而成，并且使用运算放大器来实现各典型环节，用模拟电路来替代机电系统，理解时间响应、阶跃响应函数的概念以及时间响应的组成，掌握时域分析基本方法 。 二、实验内容 ① 自行设计一阶环节。 ② 改变系统参数T 、K （至少二次），观察系统时间响应曲线的变化。 ③ 观察T 、K 对系统的影响。 三、实验原理： 使用教学模拟机上的运算放大器，分别搭接一阶环节，改变时间常数T ，记录下两次不同时间常数T 的阶跃响应曲线，进行比较（可参考下图：典型一阶系统的单位阶跃响应曲线）。 典型一阶环节的传递函数： G （S ）=K （1+1/TS ） 其中：RC T = 12/R R K = 典型一阶环节模拟电路： 典型一阶环节的单位阶跃响应曲线：

四、实验方法与步骤 1）启动计算机，在桌面双击“Cybernation_A.exe ”图标运行软件，阅览使用指南。 2）检查USB 线是否连接好，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。 3）在实验项目下拉框中选中本次实验，点击 按钮，参数设置要与实验系统参 数一致，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继续进行实验。 4）保持Ω=K R 1001，F C μ1.0=不变，分别令ΩΩ=K K R 200,1002，改变系统参数T 、K ，观察并记录系统时间响应曲线的变化。 五、实验数据整理与分析： 1）实验数据与响应函数 Ω=K R 1002,Ω=K R 1001，F C μ1.0=， 理论值：12/R R K ==1, C R T 2==10ms 实验值：12/R R K ==0.91 C R T 2==9.87

直接法分析瞬态响应,模态法分析瞬态响应

直接法分析瞬态响应，模态法分析瞬态响应1.问题提出 平板如图1所示，分别用直接法 和模态法分析平板的瞬态响应， 得到一些特殊点的位移时间图 像，进行对比分析，得出自己的 结论。 2.建模说明 平板长度为5in，宽度为2in，厚 度为0.1in。总共划分了10*4=40 个单元进行分析。对平板左端进 行固定约束。在平板右下角的点 施加沿z轴正方向，大小为25Ib 的力；在平板板面上施加沿z轴 正方向，大小为1psi的均布力。 情况如图2所示： 材料属性如图3所示：

其他说明：均布载荷和集中载荷的频率都是250HZ，时间为0~0.008s，阻尼比0.3（为了使瞬态响应的变化更加明显，阻尼比取值应当稍大一些），分析步长0.0004in，步长数100个，总共0.04in。 集中力和分布力的函 数图像如图4所示： 其中绿色为分布力， 红色为集中力。 3.分析过程 （1）用直接法分析瞬态响应： 取施加集中力的点为分析点，如图5所示： 取平板中心点分析，如图6所示

经过对比得到：两者振动趋势是基本相同的。在0.008s之前，系统处于受迫振动，在受力状态下，两者的位移幅值较大，在0.008s之后，没有力的作用，系统处于自由振动状态，由于阻尼存在，振动幅值逐渐减小，两点的振动情况从图上看均符合。集中力点的最大位移为-0.195in，中心点最大位移为0.072in，由于受到集中力的作用，所以集中力点处的位移变化比中心点大，但最后都趋向于零。 （2）用模态法分析瞬态响应： 取施加集中力的点为分析点，如图7所示：

取平板中心点分析，如图8所示 经过对比得到：两者振动趋势是基本相同的。在0.008s之前，系统处于受迫振动，在受力状态下，两者的位移幅值较大，在0.008s之后，没有力的作用，系统处于自由振动状态，由于阻尼存在，振动幅值逐渐减小，两点的振动情况从图上看均符合。集中力点的最大位移为-0.115in，中心点最大位移为0.041in，由于受到集中力的作用，所以集中力点处的位移变化比中心点大，但最后都趋向于零。 （3）两种分析方法比较 在受迫振动状态下，两种方法得到的趋势基本一致，但是直接法得到的最大位移幅值比模态法稍大。在有阻尼自由振动状态下，两者趋势有所不同，模态法得到的结果振动减小趋势更快，直接法趋势较慢，但最终都趋于零。

系统稳定性优化方案

系统稳定性优化方案 1.系统优化 从操作系统到WEB服务器，从数据库和SQL语句等都可以优化 1.1. 操作系统 检查系统的空载负荷。空载负荷指仅安装操作系统的情况下，通过一些工具查看系统的负载。 这样做的目的是通过检查系统的运行情况，减少和屏蔽不必要的服务，最大限度的为应用系 统提供更多的资源 建议是通过编写脚本记录系统运行时的性能情况。比如按占用CPU对进程排序，如果是非 核心进程，则可以根据情况停止这些进程的启动。 1.2. TOMCAT JA V A版本需求：必须要java 1.6及以上版本 修改Tomcat目录/bin/catalina.sh文件中，找到注释文字的最后一段,敲入一个回车，加入如 下的参数 export JAVA_OPTS="-server -Xms3096M -Xmx3096M -Xmn1024m -Xss512k -XX:+AggressiveOpts -XX:+UseBiasedLocking -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=256M -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly 配置参数说明： 1.-server 表示TOMCAT以产品模式启动 2.-Xms和-Xmx为JVM的值。需要测试配置的值是否有效。在命令提示符下键入如下命令：Java -Xmx3096M -version 如果显示如下所示，则说明配置值有效 如果显示如下所示，则说明配置值无效