控制工程基础实验指导书(答案) 2(4)

上述结果表明0型系统不能能跟踪斜坡信号输入。

3、 为什么0型系统在阶跃信号输入时一定有误差存在，决定误差的因素有哪些？

0型系统能跟踪阶跃输入，但有稳态误差存在，其计算公式为：

ess?R0 1?KP其中Kp?limG(S)H(S)，R0为阶跃信号的幅值。

S?04、 为使系统的稳态误差减少，系统的开环增益应取大一些还是小一些？ 提高系统开环增益,减小系统稳态误差,但会降低系统的相对稳定性 5、 解释系统的动态性能和稳态精度对开环增益K的要求是相矛盾的，在控制工程中，应如何解决这对矛盾？

实验六 典型环节频率特性的测试

一、实验目的

1、掌握用李沙育图形法，测量各典型环节的频率特性。

2、根据所测得频率特性，做出伯德图，据此求得环节的传递函数。 二、实验仪器

1、控制理论电子模拟实验箱一台； 2、超低频慢扫描数字存储示波器一台； 3、数字万用表一只； 4、各种长度联接导线。 三、实验原理

对于稳定的线性定常系统或环节，当其输入端加入一正弦信号X(t)=XmSin wt，它的稳态输出是一与输入信号同频率的正弦信号，但其幅值和相位将随着输入信号频率。的变化而变化。即输出信号为

Y(t)?YmSin(wt??)?Xm?G(jw)?Sin(wt??)

其中G(jw)?Ym，?(w)?argG(jw) Xm只要改变输入信号x(t)的频率w，就可测得输出信号与输入信号的幅值比

G(jw)和它们的相位差?(w)?argG(jw)。不断改变x(t)的频率，就可测得被测

环节(系统)的幅频特性G(jw)和相频特性?(w)。

木实验采用李沙育图形法，图6-1为测试的方框图。

图6-1 典型环节的测试方框图

在表（1）中列出了超前与滞后时相位的计算公式和光点的转向。表中2Y0

为椭圆与Y轴交点之间的长度，2X0为椭圆与X轴交点之间距离，Xm和Ym分别为X（t）和Y（t）的幅值。

四、实验内容与步骤

1、惯性环节的频率特性的测试

令G(s)?1/(0.5S?1)，则其相应的模拟电路如图6-2所示。测量时示波器的X轴停止扫描，把扫频电源的正弦信号同时送到被测环节的输入端和示波器的X轴，被测环节的输出送到示波器的Y车由，如图6-3所示。

图6-2 惯性环节的模拟电路图

图6-3 相频特性测试的接线图

当扫频电源输出一个正弦信号，则在示波器的屏幕上呈现一个李沙育图形——椭圆。据此，可测得在该输入信号频率下的相位值：??Sin?12X0，不断改变2Xm扫频电源输出信号的频率，就可得到一系列相应的相位值，列表记下不同w值时的X0和Xm。

测量时，输入信号的频率。要取得均匀，频率取值范围为15Hz一40KHz。幅频特性的测试按图6-4接线，测量时示波器的X轴停止扫描，在示波器(或万用表的交流电压档)上分别读出输入和输出信号的双信幅值，即2Xm=2Xlm, 2Ym=2Y2m，就可求得对应的幅频值G(jw)?20lg2Y1m2Y2m和w的值。

2Y1m2Y2m，列标记

2Y1m2Y2m ,

图6-4 幅频特性的接线图

2、积分环节

待测环节的传递函数为G(s)?1/(0.5S) ,图6-5为它的模拟电路图。

图6-5 积分环节模拟电路

按图6-5和图6-4的接线图，分别测出积分环节的相频特性和幅频特性。

3、 R-C网络的频率特性。

图6-6 滞后——超前校正网络模拟电路

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