1、成績 北 京 航 空 航 天 大 學自動控制原理實驗報告 院（系）名稱 自動化科學與電氣工程學院 專業名稱 自動化 學生學號 13191006_ 學生姓名_ 萬赫_ 指導老師_ 王艷東 自動控制與測試教學實驗中心實驗二 頻率響應測試實驗時間 2015.11.13 實驗編號 30 同組同學 無 一、實驗目的1、掌握頻率特性的測試原理及方法2、學習根據所測定出的系統的頻率特性，確定系統傳遞函數的方法目的。二、實驗內容1. 測定給定環節的頻率特性。 2. 系統模擬電路圖如下圖：系統結構圖如下圖：系統的傳遞函數：取R=100K，則G(s)= 取R=200K，則G(s)=取R=500K，則G(s)= 若

2、正弦輸入信號為Ui(t)=A1Sin(t),則當輸出達到穩態時，其輸出信號為Uo(t)=A2Sin(t+)。改變輸入信號頻率f=值，便可測得二組A1/A2和隨f(或)變化的數值，這個變化規律就是系統的幅頻特性和相頻特性。三、實驗原理1. 幅頻特性即測量輸入與輸出信號幅值A1及A2，然后計算其比值A2/A1。 2. 實驗采用“李沙育圖形”法進行相頻特性的測試。設有兩個正弦信號: X(t)=XmSin(t) ， Y(t)=YmSin(t+) 若以X(t)為橫軸，Y(t)為縱軸，而以作為參變量，則隨著 t的變化，X(t)和Y(t)所確定的點的軌跡，將在X-Y平面上描繪出一條封閉的曲線。這個圖形就是物

3、理學上成稱為的“李薩如圖形”。3.相位差角的求法: 對于X(t)=XmSin(t)及Y(t)= YmSin(t)當t=0時，有 X(0)=0 ；Y(0)=Ym Sin()即=ArcSin（Y(0)/ Ym）, 0/2時成立在該實驗中，輸入信號的賦值由軟件設定，即在K=2時，輸入幅值為2V；在K=5時，輸入幅值為1V。而Ac=Ym，為李薩如圖上最高點對應的縱坐標的值。Y0為在x=0時對應的Y值。實驗中李薩如圖如下： 用坐標讀取按鈕 可以讀出相應值 四、實驗設備1.HHMN-1型電子模擬機一臺。2.PC機一臺。3.數字式萬用表一塊。五、實驗步驟1. 畫出系統模擬運算電路圖，標出電阻、電容的取值。

4、2. 觀察出K=1和K=2兩種情況下的李薩育圖形。3. 填寫實驗數據表格。4. 用測量的實驗數據分別計算出兩種系統的傳遞函數的參數，并確定系統的傳遞函數。5. 分析實驗數據，就理論值與實測值的差異進行分析，說明誤差產生的原因。6、 實驗結果1.K=1實驗數據K=1時李沙如圖形 12.K=2實驗數據K=2時李沙如圖形 1七、結果分析當K=1時，= 90°時，=9.5，Ac/Ar=1.1315代入公式，得d=8.522=0.4419反推得傳遞函數為：G（s）=當K=2時，=90°時，=13.5，Ac/Ar=1.5285代入公式，得d=12.757=0.3271反推得傳遞函數為：G（s）= 由實驗結果發現,由于統計數據時,沒有從=90°的點向兩邊取值,故造成了圖像的形狀集中在0到1很小的范圍內波動,沒有看出整體的變化趨勢。其次，由于是偏向減小的方向采集的數據，使得畫幅頻和相頻曲線時候，只是向一個方向的顯示結果。 對于傳遞函數來說，誤差主要來于元器件的老化和在進行數模轉換時的誤差，并且，由于在提取點時候，鼠標取點存在一定的誤差，故使得在反推傳遞函數時，產生了區別。八、收獲、體會及建議本次試驗學會了使用李沙育圖形測量相位的方