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典型系统的时域响应和稳定性分析

典型系统的时域响应和稳定性分析

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典型系统的时域响应和稳定性分析

实 验 报 告

实验名称 典型系统的时域响应和稳定性分析

系

信息院

专业

自动化

班

1205班

姓名

学号

授课老师

预定时间

实验时间

实验台号

一、目的要求

1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。

2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。

3．熟悉Routh 判据，用Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。

二、原理简述 根据系统在二阶三阶下的稳定性不同作该实验研究相关系统的时域响应和稳定性分析

1．典型的二阶系统稳定性分析

(1) 结构框图：如图 所示。 (2) 理论分析

系统开环传递函数为：

开环增益 2．典型的三阶系统稳定性分析

结构框图：如图 所示。

(2) 理论分析

系统开环传递函数为：

系统的特征方程为:

三、仪器设备

PC 机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)教学实验系统一套。

四、线路示图

1．典型的二阶系统稳定性分析 2．典型的三阶系统稳定性分析 五、内容步骤

典型的二阶系统稳定性分析

实验内容：先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中

， 观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。

系统闭环传递函数为：

其中自然振荡角频率： 阻尼比：

2．典型的三阶系统稳定性分析 实验内容：实验前由Routh 判断得Routh 行列式为：

为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有

实验步骤

将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设置了锁

零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得

“OUT”端输出的方波幅值为1V，周期为10s 左右。