典型环节的设计与分析

一、  实验目的

1、观察并掌握典型二阶系统的单位阶跃响应特性。了解结构参数变化对系统性能的影响。

2、学习利用课程中所用知识设计典型二阶系统。

二、  实验设备

硬件设备：微机一台，示波器一台，TDN-86/88—TDN-AC/ACS实验系统一套。

软件设备：Windows 2000操作平台，TDN-AC/ACS系统集成操作软件。

三、  实验原理

典型二阶系统

①    典型二阶系统的方框图及传递函数

图2-1是典型二阶系统原理方框图，其中T0=1S，T1=0.1S，K1分别为10、5、2.5、1

表2-1列出有关二阶系统在三种情况（欠阻尼、临界阻尼、过阻尼）下具体参数的表达式，以便计算理论值。推导过程请参照有关原理书。

四、  实验内容及步骤

1、准备：将“信号源单元 ”（U1  SG）的ST插针和+5V插针用“短路块”短接，使运算放大器反馈网络上的场效应管3DJ6夹断。

2、选择适当大小的元器件，自行设计一典型二阶系统。

典型二阶系统瞬态性能指标的测试

①    按照自己设计的电路图连线,求其传递函数表达式。

②    用示波器观察系统阶跃响应C(t)，测量并记录超调量Mp，峰值时间tp和调节时间ts，记录表2-2中。

③    改变系统开环增益，观察相应的阶跃响应C(t)，测量并记录性能指标Mp、tp和ts，及系统的稳定性，并将测量值和计算值（实验前必须按公式计算出）进行比较。参数取值及响应曲线，详见表2-2。