1、肇宗皆浣工程學(xué)院自動控制原理實驗報告12年級電氣一班組員：王園園、李俊杰 實驗日期2014/6/9姓名：李奕順 學(xué)號：2130老師評定實驗四：控制系統(tǒng)的頻率特性一、實驗原理1 .被測系統(tǒng)的方塊圖：見圖4-111 4-1被測系統(tǒng)方塊圖系統(tǒng)(或環(huán)節(jié))的頻率特性G (jo,)是一個復(fù)變量，可以表示成以角頻率為參數(shù)的 幅值和相角：G(jco) = |G(jco)|/G(jco)(41)本實驗應(yīng)用頻率特性測試儀測量系統(tǒng)或環(huán)1,的頻率特牲。 圖4-1所示系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性為：Gi(jco).G2(jco) =E(J3)3)B(jcoE(jco)(42)采用對數(shù)幅頻特性和相頻特性表示，則式(4-2)表示為:

2、2Olg|Gi(jco) G2(jco)H(jco )| = 201g= 2Olg|B(jco)|-2Olg|E(jco)|(43)Gi(jco) G 2(jco) H(jco)=/墨=/幽一 /%(44)將頻率特性測試儀內(nèi)信號發(fā)生器產(chǎn)生的超低頻正弦信號的頻率從低到高變化，并施加于 被測系統(tǒng)的輸入端r(t)L然后分別測量相應(yīng)的反饋信號和誤差信號e(t)的對數(shù)幅 值和相位。頻率特性測試儀測試數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)運算器后在顯示器中顯示。根據(jù)式(4-3)和式(4-4)分別計算出各個頻率下的開環(huán)對數(shù)幅值和相位，在半對數(shù)座標(biāo) 紙上作出實驗曲線：開環(huán)對數(shù)幅頻曲線和相頻曲線，根據(jù)實驗開環(huán)對數(shù)幅頻曲線畫出開環(huán)對數(shù)幅頻曲

3、線的漸近線，再根據(jù)漸近線的斜率和轉(zhuǎn) 角頻確定頻率特性（或傳遞函數(shù)）。所確定的頻率特性（或傳遞函數(shù)）的正確性可以由測量 的相頻曲線來檢驗，對最小相位系統(tǒng)而言，實際測量所得的相頻曲線必須與由確定的頻率特 牲（或傳遞函數(shù)）所畫出的理論相頻曲線在一定程度上相符，如果測量所得的相位在高頻（相 對于轉(zhuǎn)角頻率）時不等于- 90° （q-p）式中p和q分別表示傳遞函數(shù)分子和分母的階次, 那么，頻率特性（或傳遞函數(shù)）必定是一個非最小相位系統(tǒng)的頻率特性。2 .被測系統(tǒng)的模擬電路圖：見圖4-2圖4-2被測系統(tǒng)二、實驗內(nèi)容將U21 DAC單元的OUT端接到對象的輸入端。（2）將測量單元的CH1 （必須撥為乘

4、1檔）接至對象的輸出端。將UI SG單元的ST和S端斷開，用排線將ST端接至U26控制信號單元中的PBO» （由 于在每次測量前，應(yīng)對對象進(jìn)行一次回零操作，ST即為對象鎖零控制端，在這里，我們用 8255的PBO 口對ST進(jìn)行程序控制）（4）在PC機上分別輸入角頻率為1, 10, 100,300,并使用“ + ”、“一”鍵選擇合適的幅值， 按ENTER鍵后，輸入的角頻率開始閃爍，直至測量完畢時停止，屏幕即顯示所測對象的輸出 及信號源，移動游標(biāo)，可得到相應(yīng)的幅值和相位，得到的實驗波形圖如圖4-3到圖4-10所 示：圖4-3輸入頻率為1的波形圖1圖4-7輸入頻率為100的波形圖1圖4-8輸入頻率為100的波形圖2圖4-9愉入頻率為300的波形圖1圖4-10愉入頻率為300的波形圖2三、實驗數(shù)據(jù)整理1、由實驗波形圖如圖4-3到圖4-10的數(shù)據(jù)可以計算得出表4-1： 表4-1 實驗數(shù)據(jù)（w=2五f）輸入的角頻率wfrad/a）誤差信號反饋信號開環(huán)特性幅值（V）對數(shù)幅值201g相位（度）幅值（V）對數(shù)幅值 20