自控理论实验实验指导书(LABVIEW)(8)

自动控制理论实验指导 输入端。不同的通道,图形显示控件中波形的颜色将不同。 ②按上述说明硬件接线完成后，检查USB口通讯连线是否接好和实验箱电源后运行上位机程序，如有问题则请求指导教师帮助。

③进入实验界面后，先对显示进行设置：选择“X-Y模式”和“X-t模式”同时显示，X-t模式主要为了观测系统误差e(t)的阶跃响应。选择“T/DIV”为0.1HZ/10s；并在界面右方对采样通道X(AD1)选择“-1”(即反相)，对采样通道Y(AD2)也选择“-1”(即反相)。

④进入实验设置：首先对实验参数进行设置，选择“测试信号”为“周期阶跃信号”，选择“占空比”为50%，选择“T/DIV”为“0.4HZ/2.5S”，选择“幅值”为“6V”(根据实验曲线调整大小)，设置“偏移”为“0”。以上除必须选择“周期阶跃信号”外，其余的选择都不是唯一的。要特别注意，除单个比例环节外，对其它环节或系统都必须考虑环节和系统的时间常数，如仍选择“输入波形占空比”为50%，那么“输入波形周期”至少是环节或系统的最大时间常数的6～8倍。

⑤所有必要的设置完成后，按照上面的步骤④设置好信号后，点击“下载数据”按钮，将设置的测试信号发送到数据采集系统。按界面右下角的“Start”启动实验，相平面上的相轨迹得到显示，直至周期过程反应结束，实验也自动结束，如设置合理就可以在主界面

?）的相轨迹。 中间得到系统（e,e⑥按实验报告需要，将图形结果保存为位图文件，操作方法参阅软件使用说明书。 2．利用实验设备，设计并连接一带速度负反馈的继电型非线性闭环系统的模拟电路，

?）相平面上的相轨迹，利用该相轨迹利用阶跃输入作测试信号，观测和记录系统在（e,e分析系统的阶跃响应和稳态误差，并与测得的系统偏差的阶跃响应作比较。再将此实验结果与未加校正的继电型非线性闭环系统的相比较。

参阅本实验附录2,从图6.2.1和图6.2.2可知，利用实验箱上的单元U9、U10、U6、U13、U11、U15和U8可连成实验所需带速度负反馈的继电型非线性闭环系统的模拟电路。

?）的相轨迹和阶跃响应，具体测试方法请参可利用周期阶跃信号测试该非线性系统（e,e阅本实验步骤1，这里不再赘述。

3．利用实验设备，设计并连接一饱和型非线性闭环系统的模拟电路，利用阶跃输入作

?）相平面上的相轨迹，利用该相轨迹分析系统的阶跃测试信号，观测和记录系统在（e,e响应和稳态误差，并与测得的系统偏差的阶跃响应作比较。

参阅本实验附录3,从图6.3.1和图6.3.2可知，利用实验箱上的单元U9、U7、U11、U15和U8可连成实验所需饱和型非线性闭环系统的模拟电路。可利用周期阶跃信号测试该

?）相轨迹和阶跃响应，具体测试方法请参阅本实验步骤1，这里不再非线性系统的（e,e赘述。

4．分析实验结果，完成实验报告。

-

35

自动控制理论实验指导 四．附录 1．未加校正的继电型非线性闭环系统 未加校正的继电型非线性闭环系统的原理方块图如图6.1.1所示： R(s)Ms110.5s+1C(s) 其模拟电路图如图6.1.2所示： 200k图6.1.110k10k-+++r(t)200k200k-++X110k-+1u500k100k-CR2100k+1u-CR-RR1c(t)++X2+R3+X3+图6.1.2 图6.1.1所示系统可用以下方程描述： ???c??KM?0 e?0 Tc???c??KM?0 e?0 （6－1） Tc式中T为时间常数（T＝0.5），K为线性部分开环增益，M为继电器特性幅值，采用e ?为相平面坐标，以及考虑 与ee?r?c （6－2） eCEA0DBe图6.1.3- 36 自动控制理论实验指导 ???c? （6－3） r?R?1(t) e则（6－1）变为

???e??KM?0 e?0 Te???e??KM?0 e?0 （6－4） Te该系统的相轨迹曲线如图6.1.3所示：

?，取X1－X2坐标下，即为相轨迹（－e,－e?）观察X1即为－e，X2即为－e，进行

?）坐标。 坐标倒相变换可得（e,e 2．带速度负反馈的继电型非线性闭环系统 带速度负反馈的继电型非线性闭环系统的原理方块图如图6.2.1所示： R(s)M10.5s+1s1C(s)ks 其 模拟电路图如图6.2.2所示： 200k10k图6.2.1r(t)200k200k-++X410k10k10k-+++-++X110k-+200kRR-++1u500k100k-CR2200k+1u-CR-RR1c(t)+++X2R3+X3+图6.2.2- 37 自动控制理论实验指导 设计此图时，为了满足负反馈的相位的要求，增加了一些倒相环节。观察图6.2.2，可见X1即为－e，X2e?。取－X1和－X2为X-Y坐标，以阶跃输入即为－e?）相平面上的为测试信号，即可获得系统在（e,e?）相平面上的相轨迹曲线相轨迹。该系统在（e,e如图6.2.3所示： 图中分界线方程为： 0Ae??0 （6－5） e?kse式中ks为反馈系数，（图6.2.1中ks＝0.1），增加反馈电阻现象更明显。 图6.2.33．饱和型非线性闭环系统 饱和型非线性闭环系统的原理方块图如图6.3.1所示： R(s)M11 s0.5s+1 图6.3.1 C(s) 其模拟电路图如图6.3.2所示： 图6.3.1所示系统可用以下方程描述： e???e??e?0 Te|e|?M （6－6） ???e??M?0 Te???e??M?0 e??M Te 线如图6.3.3所示： - 同理观察相轨迹与时域响应曲线，该系统的相轨迹曲0e图6.3.338 自动控制理论实验指导 100k1u500k-++10k200k10k10k++-+++r(t)200k200k-X110k-+CR2100k1u-CR-RR1c(t)+X2R3++X3+ 图6.3.2- 39

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库自控理论实验实验指导书(LABVIEW)(8)在线全文阅读。