南京理工大学eda设计(1)报告(优秀)

南理工机械院控制工程基础实验报告

实验1模拟控制系统在阶跃响应下的特性实验 一、实验目的 根据等效仿真原理，利用线性集成运算放大器及分立元件构成电子模拟器, 以干电池作为输入信号，研究控制系统的阶跃时间响应。 二、实验内容 研究一阶与二阶系统结构参数的改变，对系统阶跃时间响应的影响。 三、实验结果及理论分析 1.一阶系统阶跃响应 a. 电容值1uF，阶跃响应波形： b. 电容值2.2uF，阶跃响应波形:

c. 电容值4.4uF，阶跃响应波形: 2?—阶系统阶跃响应数据表 U r= -2.87V R°=505k? R i=500k? R2=496k 其中

T = R2C U c C：)=「(R/R2)U r 误差原因分析： ①电阻值及电容值测量有误差； ②干电池电压测量有误差； ③在示波器上读数时产生误差； ④元器件引脚或者面包板老化，导致电阻变大； ⑤电池内阻的影响输入电阻大小。 ⑥在C=4.4uF的实验中，受硬件限制，读数误差较大3?二阶系统阶跃响应 a.阻尼比为0.1，阶跃响应波形: b.阻尼比为0.5，阶跃响应波形:

4.二阶系统阶跃响应数据表 E R w ( ?) 峰值时间 U o (t p ) 调整时间 稳态终值 超调（%） 震荡次数 C. d. 阻尼比为0.7，阶跃响应波形: 阻尼比为1.0，阶跃响应波形: CHI 反相 带宽限制 伏/格

四、回答问题 1.为什么要在二阶模拟系统中 设置开关K1和K2 ,而且必须 同时动作？ 答：K1的作用是用来产生阶跃信号，撤除输入信后，K2则是构成了C2的 放电回路。当K1 一旦闭合（有阶跃信号输入），为使C2不被短路所以K2必须断开，否则系统传递函数不是理论计算的二阶系统。而K1断开后，此时要让 C2尽快放电防止烧坏电路，所以K2要立即闭合。 2.为什么要在二阶模拟系统中设置 F3运算放大器？ 答：反相电压跟随器。保证在不影响输入和输出阻抗的情况下将输出电压传递到输入端，作为负反馈。 实验2模拟控制系统的校正实验 一、实验目的 了解校正在控制系统中的作用

南京理工大学控制工程基础实验报告

《控制工程基础》实验报告 姓名欧宇涵 914000720206 周竹青 914000720215 学院教育实验学院 指导老师蔡晨晓 南京理工大学自动化学院 2017年1月

实验1：典型环节的模拟研究 一、实验目的与要求： 1、学习构建典型环节的模拟电路； 2、研究阻、容参数对典型环节阶跃响应的影响； 3、学习典型环节阶跃响应的测量方法，并计算其典型环节的传递函数。 二、实验内容： 完成比例环节、积分环节、比例积分环节、惯性环节的电路模拟实验，并研究参数变化对其阶跃响应特性的影响。 三、实验步骤与方法 （1）比例环节 图1-1 比例环节模拟电路图 比例环节的传递函数为：K s U s U i O =)()(，其中1 2R R K =，参数取R 2=200K ，R 1=100K 。 步骤： 1、连接好实验台，按上图接好线。 2、调节阶跃信号幅值(用万用表测)，此处以1V 为例。调节完成后恢复初始。 3、Ui 接阶跃信号、Uo 接IN 采集信号。 4、打开上端软件，设置采集速率为“1800uS”，取消“自动采集”选项。 5、点击上端软件“开始”按键，随后向上拨动阶跃信号开关，采集数据如下图。 图1-2 比例环节阶跃响应

（2）积分环节 图1-3 积分环节模拟电路图 积分环节的传递函数为： S T V V I I O 1 -=，其中T I =RC ，参数取R=100K ，C=0.1μf 。 步骤：同比例环节，采集数据如下图。 图1-4 积分环节阶跃响应 （3）微分环节 图1-5 微分环节模拟电路图 200K R V I Vo C 2C R 1 V I Vo 200K

南理工 机械院 控制工程基础实验报告

页眉 实验1 模拟控制系统在阶跃响应下的特性实验一、实验目的 根据等效仿真原理，利用线性集成运算放大器及分立元件构成电子模拟器，以干电池作为输入信号，研究控制系统的阶跃时间响应。 二、实验内容 研究一阶与二阶系统结构参数的改变，对系统阶跃时间响应的影响。 三、实验结果及理论分析 1.一阶系统阶跃响应 a.电容值1uF，阶跃响应波形： b.电容值2.2uF，阶跃响应波形： 页脚 页眉

，阶跃响应波形：电容值c.4.4uF 阶系统阶跃响应数据表2.一稳态终值U（∞）（V）时间常数T(s) 电容值c（uF）理论值实际值实际值理论值0.50 2.87 1.0 0.51 2.90 1.07 2.90 2.2 2.87 1.02 2.06 2.90 2.87 4.4 2.24 元器件实测参数=505kU= -2.87V R? R=496k? =500kR?2o1r其中 T?RC2U(?)??(R/R)U rc21页脚 页眉 误差原因分析： ①电阻值及电容值测量有误差；

②干电池电压测量有误差； ③在示波器上读数时产生误差； ④元器件引脚或者面包板老化，导致电阻变大； ⑤电池内阻的影响输入电阻大小。 ⑥在C=4.4uF的实验中，受硬件限制，读数误差较大。 3.二阶系统阶跃响应 a.阻尼比为0.1，阶跃响应波形： b.阻尼比为0.5，阶跃响应波形： 页脚 页眉 ，阶跃响应波形：0.7c.阻尼比为

，阶跃响应波形：阻尼比为1.0d. 阶系统阶跃响应数据表4.二ξR（?）峰值时间U(t) 调整时间稳态终值超调（%）震荡次数pow M（）t）t（s V（）（s UV）N psps6 62.7 2.8 0.3 0.1 2.95 454k 4.8 1 0.5 0.5 3.3 52.9k 2.95 11.9 0.4 1 0.7 0.3 0.4 24.6k 3.0 2.7 2.92 1.0 1.0 2.98 1.0 2.97k 2.98 页脚 页眉 四、回答问题

南理工控制工程基础实验报告

南理工控制工程基础实验报告 成绩：《控制工程基础》课程实验报告班级：学号：姓名：南京理工大学2015年12月《控制工程基础》课程仿真实验一、已知某单位负反馈系统的开环传递函数如下G(s)?10 s2?5s?25借助MATLAB和Simulink完成以下要求：(1) 把G(s)转换成零极点形式的传递函数，判断开环系统稳定性。>> num1=[10]; >> den1=[1 5 25]; >> sys1=tf(num1,den1) 零极点形式的传递函数：于极点都在左半平面，所以开环系统稳定。(2) 计算闭环特征根并判别系统的稳定性，并求出闭环系统在0～10秒内的脉冲响应和单位阶跃响应，分别绘出响应曲线。>> num=[10];den=[1,5,35]; >>

sys=tf(num,den); >> t=[0::10]; >> [y,t]=step(sys,t); >> plot(t,y),grid >> xlabel(‘time(s)’) >> ylabel(‘output’) >> hold on; >> [y1,x1,t]=impulse(num,den,t); >> plot(t,y1,’:’),grid (3) 当系统输入r(t)?sin5t时，运用Simulink搭建系统并仿真，用示波器观察系统的输出，绘出响应曲线。曲线：二、某单位负反馈系统的开环传递函数为：6s3?26s2?6s?20G(s)?4频率范围??[,100] s?3s3?4s2?2s?2 绘制频率响应曲线，包括Bode图和幅相曲线。>> num=[6 26 6 20]; >> den=[1 3 4 2 2]; >> sys=tf(num,den); >> bode(sys,{,100}) >> grid on >> clear; >> num=[6 26 6 20]; >> den=[1 3 4 2 2]; >> sys=tf(num,den); >> [z , p , k] = tf2zp(num, den); >> nyquist(sys) 根据Nyquist判据判定系统的稳定性。

电气工程及自动化专业考研学校科目

电气工程及自动化专业考研学校科目 北京工业大学 421自动控制原理 复试：1、电子技术2、计算机原理 北京航空航天大学 [双控] 432控制理论综合或433控制工程综合 [检测] 433控制工程综合或436检测技术综合 [系统] 431自动控制原理或451材料力学或841概率与数理统计 [模式] （自动化学院）433控制工程综合或436检测技术综合、（宇航学院）423信息类专业综合或431自动控制原理或461计算机专业综合 [导航] （自动化学院）432控制理论综合或433控制工程综合、（宇航学院）431自动控制原理 复试：无笔试。1) 外语口语与听力考核；2) 专业基础理论与知识考核；3) 大学阶段学习成绩、科研活动以及工作业绩考核；4) 综合素质与能力考核 北京化工大学 440电路原理 复试：综合1(含自动控制原理和过程控制系统及工程)、综合2(含自动检测技术装置和传感器原理及应用)、综合3(含信号与系统和数字信号处理) 注：数学可选择301数学一或666数学（单） 北京交通大学 [双控/检测]404控制理论 [模式]405通信系统原理或409数字信号处理 复试： [电子信息工程学院双控]常微分方程 [机械与电子控制工程学院检测]综合复试（单片机、自动控制原理） [计算机与信息技术学院模式] 信号与系统或操作系统 北京科技大学 415电路及数字电子技术(电路70%，数字电子技术30%) 复试：1.数字信号处理2.自动控制原理 3.自动检测技术三选一 北京理工大学 410自动控制理论或411电子技术（含模拟数字部分） 复试：微机原理+电子技术（初试考自动控制理论者）、微机原理+自动控制理论（初试考电子技术者）、运筹学+概率论与数理统计。 北京邮电大学 [双控][模式]404信号与系统或410自动控制理论或425人工智能 [检测]407电子技术或410自动控制理论 复试： [双控]数据结构控制与智能

机械控制工程基础练习题考试题其

1、简答题 1、控制系统的基本要求。 1）、简述闭环控制系统的组成。 测量元件，给定元件，比较元件，放大元件，执行元件，校正元件 2）、非最小相位系统有何特点，与最小相位系统的区别是什么？ 第二题 在复平面【s 】右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数，反之，在【s 】右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统，反之，具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统 3）、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。 此滞后校正环节是一个低通滤波器，因为当频率高于1/T 时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。如果把这段频率范围的增益提高到原来的增益直，当然低频段的增益就提高了。 4）、简述系统超前校正网络的校正原理 在对数幅频特性曲线上有20db/dec 段存在，故加大了系统的剪切频率Wc 、谐振频率Wr 与截止频率Wb ，其结果是加大了系统的带宽，加快了系统的响应速度；又由于相位超前，还可能加大相位裕度，结果是增加了系统相位稳定性。 5）、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些？ 1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益 2：在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节 3：采用串级控制抑制内回路扰动。 6）、简要说明比例积分微分PID 控制规律中P 、I 和D 的作用 (1)比例系数Kp 直接决定控制作用的强弱，加大Kp 可以减小系统的稳定误差，提高系统的动态响应速度，但Kp 过大会使动态质量变坏，引起被控制量震荡甚至导致闭环系统不稳定 (2)在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差，直到积分的直为零，控制作用才停止 (3)微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。 2.已知控制系统的结构图如下图所示，求： （1） 当不存在速度反馈)0(=a 时， 试确定单位阶跃输入动态响应过程的 r t ，s t 和%σ。 （1）a=0时，()()42G s s s =+，()24 24 s s s Φ=++，所以0.5,2n ζω==

本科辅助教学资源

一、视频公开课 仪器科学与科技文明 所属院校：北京航空航天大学主讲教师：钱政690 0 本课共6集，总时长：2时15分46秒 通过对仪器及仪器科学基本概念的介绍，以及对科技文明发展脉络的简单梳理，特别是以物理学、化学和医学三个学科为典型代表，旨在让学生加深对仪器科学内涵与外延的了解，对仪器科学在科技文明发展中的推动作用也有所了解，最后对仪器科学研究中的一些创新思维方式能够有所了解和感悟。 信息科学与技术概论 所属院校：清华大学主讲教师：孙家广，李衍达，张钹，张作义，吴澄，薛其坤，周炳琨1129 0 本课共14集，总时长：3时54分22秒 课程以信息学科自身、信息与其他学科的交叉发展为背景，引导学生“入大学学习之门”，主要内容是信息科技的内容、历史、作用和趋势，并与基础学科、国家战略、艺术创造等内容相交叉。 电气工程及其自动化专业导论 所属院校：东南大学主讲教师：胡敏强，戈宝军，程明，刘涤尘，刘进军，范瑜，李扬1121 1 本课共7集，总时长：2时15分20秒 多校协作开设的电气工程及其自动化专业导论课程着重介绍电气工程基本理论的结构和实际应用领域，涉及的专业面宽、内容新、不涉及过多的理论，对学生的专业学习起“导航”作用。 自动化专业导论 所属院校：东南大学主讲教师：戴先中5441 0 本课共6集，总时长：4时13分51秒 本课程共6讲，在深入浅出介绍自动化的历史、现状和自动化基本工作原理、现代自动化系统的基础上，以尽可能通俗浅显的方式完整地介绍了自动化的内涵、外延与定位，自动化专业的知识结构与体系，学生需要学习掌握的知识及其相互关系；分析了自动化专业与人才的特点，以及自动化专业与相关专业的联系与区别；最后展望了未来自动化发展的新领域、新方向。 工程文化 所属院校：南京理工大学主讲教师：徐建成，居里锴，曾山，周小虎，荆琴1827 0 本课共7集，总时长：4时10分57秒 《工程文化》课程定位于让学生了解什么是工程文化，引导学生从工程文化的视角审视工程，从而获得“新认识”和“新体验”，在未来的工程实践中进行“新文化”和“工程美”的新创造，使生活更...【更多】 从自然世界到智能时代 所属院校：湖南大学主讲教师：李智勇1796 2 本课共8集，总时长：4时12分59秒该课程主要面向非智能科学与技术专业的学生与各界人士，介绍自然世界中丰富多彩的“自然智能”和由此启发产生的“智能计算”模型与方法，以及形式多样的“智能系统”与日新月异的“智能前沿...【更多】 工业设计史 所属院校：中国矿业大学主讲教师：姚君，张昆，宁芳12223 7 本课共10集，总时长：6时12分19秒

机械控制工程基础练习题考试题及其答案

1、简答题 1、控制系统的基本要求。 1）、简述闭环控制系统的组成。 测量元件，给定元件，比较元件，放大元件，执行元件，校正元件 2）、非最小相位系统有何特点，与最小相位系统的区别是什么？ 第二题在复平面【s】右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数，反之，在【s】右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统，反之，具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统 3）、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。 此滞后校正环节是一个低通滤波器，因为当频率高于1/T时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。如果把这段频率范围的增益提高到原来的增益直，当然低频段的增益就提高了。 4）、简述系统超前校正网络的校正原理 在对数幅频特性曲线上有20db/dec段存在，故加大了系统的剪切频率Wc、谐振频率Wr与截止频率Wb，其结果是加大了系统的带宽，加快了系统的响应速度；又由于相位超前，还可能加大相位裕度，结果是增加了系统相位稳定性。 5）、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些？ 1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益 2：在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节 3：采用串级控制抑制内回路扰动。 6）、简要说明比例积分微分PID控制规律中P、I和D的作用 (1)比例系数Kp直接决定控制作用的强弱，加大Kp可以减小系统的稳定误差，提高系统的动态响应速度，但Kp过大会使动态质量变坏，引起被控制量震

荡甚至导致闭环系统不稳定 (2)在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差，直到积分的直为零，控制作用才停止 (3)微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。 2.已知控制系统的结构图如下图所示，求： （1）当不存在速度反馈)0 (= a时，试确定单位阶跃输入动态响应过程的r t，s t和% σ。 （1）a=0时，()() 4 2 G s s s = + ，()2 4 24 s s s Φ= ++ ，所以0.5,2 n ζω == r t=， p t=，%e σ= （2）确定0.7 ζ=时的速度反馈常数a值，并确定t t r= ) (时系统的稳态 误差 ss e。 考虑内反馈时，() () () () 2 4 244 4244 1 24 s s as s s a s s s as ++ Φ== +++ + ++ 0.7 ζ=，所以2440.2 a a ζ +=∴= () () 41 2.8 0.7 2.84 ss p G s e s s K =∴=== + 3.如图所示系统， 1 2 2 G s = + ， () 2 3 3 G s s = +

控制工程实验报告经典控制部分 南理工

成绩： 《控制工程基础》课程实验报告 班级：11102002 学号：1110200208 姓名：汤国苑 南京理工大学 2013年12月

《控制工程基础》课程仿真实验 一、 已知某单位负反馈系统的开环传递函数如下 （25分） 2 10 ()525 G s s s = ++ 借助MATLAB 和Simulink 完成以下要求： (1) 把G(s)转换成零极点形式的传递函数，判断开环系统稳定性。 MATLAB 程序： clear; num=[10]; den=[1 5 25]; sys=tf(num,den); [Z,P,K]=tf2zp(num,den) 零极点形式的传递函数： ) 43301.05.2)(4401.45.2(10 )(j s j s s G ++-+= 由于极点均在左半平面，所以开环系统稳定。 (2) 计算闭环特征根并判别系统的稳定性，并求出闭环系统在0～10秒内的 脉冲响应和单位阶跃响应，分别绘出响应曲线。 闭环传递函数 35510 )(2++=s s s T 特征方程355)(2++=s s s q 特征根 211551j s +-= 2 115 52j s --= 由于根在左半平面，所以系统稳定。 用simulink 仿真： 脉冲响应：

结果： 012345678910 -0.04 -0.02 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 仿真时间（s） 幅 值 阶跃响应： 结果：

123 45678910 0.050.10.150.20.250.30.350.4仿真时间（s ） 幅值 (3) 当系统输入()sin5r t t 时，运用Simulink 搭建系统并仿真，用示波器观 察系统的输出，绘出响应曲线。 曲线：

控制工程实验报告经典控制部分 南理工

成绩：《控制工程基础》课程实验报告 班级：11102002 1110200208 学号： 姓名：汤国苑 南京理工大学12月年2013 1 《控制工程基础》课程仿真实验

25分）已知某单位负反馈系统的开环传递函数如下（一、10?)G(s 225ss??5 Simulink完成以下要求：借助MATLAB和 转换成零极点形式的传递函数，判断开环系统稳定性。把(1)G(s)程序：MATLABclear; num=[10]; den=[1 5 25]; sys=tf(num,den); [Z,P,K]=tf2zp(num,den) 10零极点形式的传递函数：?s)(G ).43301j?2.5?0j?(s2.5?4.4401)(s由于极点均在左半平面，所以开环系统稳定。 秒内的～10(2)计算闭环特征根并判别系统的稳定性，并求出闭环系统在0 脉冲响应和单位阶跃响应，分别绘出响应曲线。10?s)T(闭环传递函数 235?s?5s2特征方程35s)???5s(qs115?jj115?5?5?特征根?s?s 2122由于根在左半平面，所以系统稳定。 用simulink仿真： 脉冲响应： 2

阶跃响应： 结果： 3 搭建系统并仿真，用示波器观Simulink当系统输入时，运用(3)t sin5)(rt察系统

的输出，绘出响应曲线。 曲线：4 （25分）某单位负反馈系统的开环传递函数为：二、 ??)G(s,100][0.1?频率范围 2320?6?26ss6s? 2342s?4?s?2?s3s。Nyquist图）Bode1（）绘制频率响应曲线，包括图和幅相曲线（Matlab语句：clear; num=[6 26 6 20]; den=[1 3 4 2 2]; sys=tf(num,den); bode(sys,{0.1,100})

机械控制工程基础练习题考试题及其答案

1、简答题 1、控制系统的基本要求。 1）、简述闭环控制系统的组成。 测量元件，给定元件，比较元件，放大元件，执行元件，校正元件 2）、非最小相位系统有何特点，与最小相位系统的区别是什么？ 第二题 在复平面【s 】右半平面没有极点和零点的传递函数称为最小相位传递函数，反之，在【s 】右半平面有极点和零点的传递函数称为非最小相位传递函数。具有最小相位传递函数的系统统称为最小相位系统，反之，具有非最小相位传递函数的系统称为最小相位系统 3）、简述系统串联滞后校正网络的校正原理。 此滞后校正环节是一个低通滤波器，因为当频率高于1/T 时，增益全部下降20lgb(db)，而相位减小不多。如果把这段频率范围的增益提高到原来的增益直，当然低频段的增益就提高了。 4）、简述系统超前校正网络的校正原理 在对数幅频特性曲线上有20db/dec 段存在，故加大了系统的剪切频率Wc 、谐振频率Wr 与截止频率Wb ，其结果是加大了系统的带宽，加快了系统的响应速度；又由于相位超前，还可能加大相位裕度，结果是增加了系统相位稳定性。 5）、减小或消除系统稳态误差的措施主要有哪些？ 1：增大系统开环增益或扰动之前系统的前向通道增益 2：在系统的前向通道或主反馈通道设置串联积分环节 3：采用串级控制抑制内回路扰动。 6）、简要说明比例积分微分PID 控制规律中P 、I 和D 的作用 (1)比例系数Kp 直接决定控制作用的强弱，加大Kp 可以减小系统的稳定误差，提高系统的动态响应速度，但Kp 过大会使动态质量变坏，引起被控制量震荡甚至导致闭环系统不稳定 (2)在比例的调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差，直到积分的直为零，控制作用才停止 (3)微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关。 2.已知控制系统的结构图如下图所示，求： （1） 当不存在速度反馈)0(=a 时， 试确定单位阶跃输入动态响应过程的 r t ，s t 和%σ。

南理工机械院控制工程基础实验报告

实验1 模拟控制系统在阶跃响应下的特性实验一、实验目的 根据等效仿真原理，利用线性集成运算放大器及分立元件构成电子模拟器，以干电池作为输入信号，研究控制系统的阶跃时间响应。 二、实验容 研究一阶与二阶系统结构参数的改变，对系统阶跃时间响应的影响。 三、实验结果及理论分析 1.一阶系统阶跃响应 a.电容值1uF，阶跃响应波形： b.电容值2.2uF，阶跃响应波形：

c. 电容值4.4uF ，阶跃响应波形： 2. 一阶系统阶跃响应数据表 电容值 （uF ） 稳态终值U c （∞）（V ） 时间常数T(s) 理论值 实际值 理论值 实际值 1.0 2.87 2.90 0.51 0.50 2.2 2.87 2.90 1.02 1.07 4.4 2.87 2.90 2.24 2.06 元器件实测参数 U r = -2.87V R o =505k ? R 1=500k ? R 2=496k ? 其中 C R T 2= r c U R R U )/()(21-=∞

误差原因分析： ①电阻值及电容值测量有误差； ②干电池电压测量有误差； ③在示波器上读数时产生误差； ④元器件引脚或者面包板老化，导致电阻变大； ⑤电池阻的影响输入电阻大小。 ⑥在C=4.4uF的实验中，受硬件限制，读数误差较大。 3.二阶系统阶跃响应 a.阻尼比为0.1，阶跃响应波形： b.阻尼比为0.5，阶跃响应波形：

c.阻尼比为0.7，阶跃响应波形： d.阻尼比为1.0，阶跃响应波形： 4.二阶系统阶跃响应数据表 ξR w（?）峰值时间 t p（s） U o(t p) （V） 调整时间 t s（s） 稳态终值 U s（V） 超调（%） M p 震荡次数 N 0.1 454k 0.3 4.8 2.8 2.95 62.7 6 0.5 52.9k 0.4 3.3 0.5 2.95 11.9 1 0.7 24.6k 0.4 3.0 0.3 2.92 2.7 1 1.0 2.97k 1.0 2.98 1.0 2.98 0 0

控制工程基础 南理工 HPWANG-FCE4

Fundamentals of Control Engineering
Ch4 Feedback Control System Characteristics
Haoping WANG
E-mail: Hp.wang@https://www.wendangku.net/doc/846238082.html, Automation School Nanjing j g University y of Science and Technology gy
Fundamentals of Control Engineering - hp.wang@https://www.wendangku.net/doc/846238082.html,

Ch4 Feedback Control System y Characteristics
? Open-loop and closed-loop control systems ? Sensitivity of system to parameter variations ? Transient response of system ? Disturbance signal in a feedback control system ? Steady-state error ? The cost of feedback ? Examples and simulation
Fundamentals of Control Engineering - hp.wang@https://www.wendangku.net/doc/846238082.html,
2

Open-loop and closed-loop control systems
? An open-loop (direct) system operate without feedback and directly generates the output in response to an input. input
? An closed-loop control system uses a measurement of the output signal and comparison with the desired output to generate an error signal that is applied to the actuator via a controller.
Fundamentals of Control Engineering - hp.wang@https://www.wendangku.net/doc/846238082.html,
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3机械控制工程基础复习题及参考答案

一、单项选择题： 1. 某二阶系统阻尼比为0，则系统阶跃响应为 A. 发散振荡 B. 单调衰减 C. 衰减振荡 D. 等幅振荡 2． 一阶系统G(s)= 1 +Ts K 的时间常数T 越小，则系统的输出响应达到稳态值的 时间 A ．越长 B ．越短 C ．不变 D ．不定 3. 传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？ A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件 4．惯性环节的相频特性)(ωθ，当∞→ω时，其相位移)(∞θ为 A ．-270° B ．-180° C ．-90° D ．0° 5．设积分环节的传递函数为G(s)=s 1，则其频率特性幅值M(ω)= A. ωK B. 2 K ω C. ω 1 D. 2 1 ω 6. 有一线性系统，其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时，输出分别为y 1(t)和y 2(t)。 当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数)，输出应为 A. a 1y 1(t)+y 2(t) B. a 1y 1(t)+a 2y 2(t) C. a 1y 1(t)-a 2y 2(t) D. y 1(t)+a 2y 2(t) 7．拉氏变换将时间函数变换成 A ．正弦函数 B ．单位阶跃函数 C ．单位脉冲函数 D ．复变函数 8．二阶系统当0<ζ<1时，如果减小ζ，则输出响应的最大超调量%σ将 A.增加 B.减小 C.不变 D.不定 9．线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下 A ．系统输出信号与输入信号之比 B ．系统输入信号与输出信号之比 C ．系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D ．系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 10．余弦函数cos t ω的拉氏变换是 A. ω +s 1 B. 2 2s ω+ω

南理工机械院控制工程基础实验报告

实验1 模拟控制系统在阶跃响应下的特性实验 一、实验目的 根据等效仿真原理，利用线性集成运算放大器及分立元件构成电子模拟器，以干电池作为输入信号，研究控制系统的阶跃时间响应。 二、实验容 研究一阶与二阶系统结构参数的改变，对系统阶跃时间响应的影响。 三、实验结果及理论分析 1.一阶系统阶跃响应 a.电容值1uF，阶跃响应波形： b.电容值2.2uF，阶跃响应波形：

c.电容值4.4uF，阶跃响应波形： 2.一阶系统阶跃响应数据表 电容值（uF） 稳态终值U c（∞）（V）时间常数T(s) 理论值实际值理论值实际值 1.0 2.87 2.90 0.51 0.50 2.2 2.87 2.90 1.02 1.07 4.4 2.87 2.90 2.24 2.06 元器件实测参数 U r= -2.87V R o=505k?R1=500k?R2=496k?其中

C R T 2= r c U R R U )/()(21-=∞ 误差原因分析： ① 电阻值及电容值测量有误差； ② 干电池电压测量有误差； ③ 在示波器上读数时产生误差； ④ 元器件引脚或者面包板老化，导致电阻变大； ⑤ 电池阻的影响输入电阻大小。 ⑥ 在C=4.4uF 的实验中，受硬件限制，读数误差较大。 3. 二阶系统阶跃响应 a. 阻尼比为0.1，阶跃响应波形： b. 阻尼比为0.5，阶跃响应波形：

c.阻尼比为0.7，阶跃响应波形： d.阻尼比为1.0，阶跃响应波形： 4.二阶系统阶跃响应数据表 ξR w（?）峰值时间U o(t p) 调整时间稳态终值超调（%）震荡次数

四、回答问题 1.为什么要在二阶模拟系统中设置开关K1和K2，而且 必须同时动作？ 答：K1的作用是用来产生阶跃信号，撤除输入信后，K2则是构成了C2的放电回路。当K1一旦闭合（有阶跃信号输入），为使C2不被短路所以K2必须断开，否则系统传递函数不是理论计算的二阶系统。而K1断开后，此时要让C2尽快放电防止烧坏电路，所以K2要立即闭合。 2.为什么要在二阶模拟系统中设置F3运算放大器？ 答：反相电压跟随器。保证在不影响输入和输出阻抗的情况下将输出电压传递到输入端，作为负反馈。 实验2 模拟控制系统的校正实验 一、实验目的 了解校正在控制系统中的作用。 二、实验容 设计一个串联校正装置来改善系统性能，使其满足指定的指标要求。