实验三 控制系统的稳定性分析.docx

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1、实验三控制系统的稳定性分析一、预习要求1、分析实验系统电路，掌握其工作原理。2、复习相关内容，掌握控制系统稳定的充要条件及稳定判据。3、按照所给的线路图，分别计算C=1f和C=0.1f时，系统产生等幅振荡、增幅振荡、减幅振荡的条件，以及控制系统临界稳定时的电阻值R2。注：实验指导书上没有本实验，请同学们做实验的时候带好这份实验指导。二、实验目的1、观察控制系统的不稳定现象，了解和掌握控制系统稳定的条件及临界稳定点的判断方法。2、研究系统开环增益和时间常数对控制系统稳定性的影响。三、实验设备1、D1CE-AT2型自动控制系统实验箱2、计算机一台3、RS232串口线一条四、实验内容系统模拟电路图如

2、图31所示。其开环传递函数为:5(0.15+1)(75+1)式中K=R2R1,R1=50K,R2=0680KQ；T=RC,R=250K,C=1f或C=0.1f两种情况。五、实验步骤1 .按系统模拟电路图连接电路（依次使用运放单元U3,U6,U4,U5,U8和U23构建），电路的输入为阶跃信号。启动计算机运行D1CE计算机控制实现软件，打开实验箱电源。2 .分别取R2的值为IOOKd200K,250K,500K,此时相应的K=2,4,5,IOo观察不同R2值时示波器窗口内的输出波形（既UO的波形），找到系统输出产生增幅振荡时相应的R2及K值；再把电阻R2由大至小变化，即R2=500K,250K,

3、200K,100K,观察不同R2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R2及K值，并观察Uo的输出波形。3 .在步骤2条件下，使系统工作在不稳定状态，即工作在等幅振荡情况。改变电路中的电容C由1f变成0.1f,分别取R2的值为500K,680K,750K,950KQ（此时相应的K=IO,13.6,15,19）。观察不同R2值时示波器窗口内的输出波形（既UO的波形），找到系统输出产生增幅振荡时相应的R2及K值；再把电阻R2由大至小变化，WR2=950K,750K,680K,500K,观察系统稳定性的变化。将实验结果填入下表中。参数系统响应曲线C=IufR1=50KT=OJR2=IOOKK=2R2=200KK=4R2=250KK=5R2=500KK=IO理论值:R临=K=实测值:R临=K=C=OJufR1=5OKT=0.01R2=500KK=IOR2=680KK=13.6R2=750KK=15R2=950KK=19理论值:R临=K=实测值:R临=K=六、实验报告1、画出系统增幅或减幅振荡的波形图。2、计算系统的临界放大系数，并与步骤2中测得的临界放大系数相比较。