汕 头 大 学 实 验 报 告
一、实验目的
1、熟悉数字存储示波器及控制理论实验箱的使用方法。
2、掌握用运算放大器组成控制系统典型环节的电子模拟电路。
3、测量典型环节的阶跃响应曲线。
4、通过本实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响。
二、实验仪器
1、TKKL-1控制理论实验箱1台
2、TDS1001B数字存储示波器1台
3、万用表1只
4、U盘1只（学生自备，4G以下）
三、实验原理
1、以运算放大器为核心，由其不同的输入R-C网络和反馈R-C网络构成控制系统的各种典型环节，用数字存储示波器测量各环节的阶跃响应曲线。
2、数字存储示波器的工作原理及使用方法请参考《TDS1001B数字存储示波器用户手册》。
3、操作过程注意事项。
A、接通TKKL-1实验箱的电源总开关。
B、接通TKKL-1实验箱上的直流电源开关。
C、接通TKKL-1实验箱上的阶跃信号发生器电源开关。
D、电位器顺时针调节时，电阻值增大。
E、示波器探头接地端要与实验箱的地端牢固连接。
四、实验内容与步骤
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实验报告
课程名称： 控制理论（乙） 指导老师： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 成绩：
实验名称： 典型环节的模拟实验 实验类型： 探索验证 同组学生姓名：
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤
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实验一 控制系统典型环节的模拟
一、实验目的
(1)熟悉超低频扫描示波器的使用方法。
(2)掌握用运放组成控制系统典型环节的模拟电路。
(3)测量典型环节的阶跃响应曲线。
(4)通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响。
二、实验所需挂件及附件
三、实验线路及原理
以运算放大器为核心元件，由其不同的R-C输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图1所示。图中Z1和Z2为复数阻抗，它们都是由R、C构成。
基于图中A点的电位为虚地，略去流入运放的电流，则由图1得：
路组成典型环节的传递函数及其单位阶
跃响应。
(1)比例环节 图1、运放的反馈连接
图2 比例环节
取参考值R1=100K，R2=100K，C=1uF
图3 惯性环节
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本科实验报告
浙江大学实验报告
实验项目名称： 控制系统典型环节的模拟
同组学生姓名：
实验地点： 月牙楼301 实验日期：
一、实验目的
1) 熟悉超低频扫描示波器的使用方法
2) 掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路
3) 测量典型环节的阶跃响应曲线
4) 通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响
二、实验仪器
1) 控制理论电子模拟实验箱一台
2) 超低频慢扫描示波器一台
3) 万用表一只
三、实验原理
以运算放大器为核心原件，由其不同的R-C 输入网络和反馈网络组成的各种典型环节
1) 比例环节
2) 惯性环节
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自动控制原理实验报告
实验名称 控制系统典型环节的模拟实验 实验序号 1 实验时间 2012-10-21
学生姓名 冉青青 学号
专业 自动化 班级 年级 09
指导教师 贾群 实验成绩
一、实验目的：
1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。
2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。
二、实验条件：
1、台式计算机
2、控制理论&计算机控制技术实验箱THKKL-4系列
3、THKKL仿真软件
三、实验原理和内容：
1．对表一所示各典型环节的传递函数设计相应的模拟电路(参见表二)。
表一：典型环节的方块图及传递函数
2．测试各典型环节在单位阶跃信号作用下的输出响应。
3．改变各典型环节的相关参数，观测对输出响应的影响。
表二：典型环节的模拟电路图
淮南师范学院? 电气信息工程学院? 电气工程与自动化系 第 1 页 共 4 页
自动控制原理实验报告
四、实验步骤：
1．观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶跃响应曲线。
①准备：使运放处于工作状态。
将信号发生器单元 U1 的 ST 端与+5V 端用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（K30A）夹断，这时运放处于工作状态。
②阶跃信号的产生：
电路可采用图 1-1 所示电路，它由“阶跃信号单元”（U3）及“给定单元”（U4）组成。
具体线路形成：在U3单元中，将 H1与+5V端用1号实验导线连接，H2端1号实验导线接至U4单元的X端；在U4单元中，将Z端和GND端用1号实验导线连接，最后由插座的Y端输出信号。
实验步骤：
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1、 掌握控制系统中各典型环节的电路模拟。（使用matlab）
2、 用matlab仿真典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。
1、电路图如下图1，R=1.4欧姆。L=2H,C=0.32F，初始状态：电感电流为零，电容电压为0.5V，t=0时接入1V电电压，求0<t<15s时，i(t)，vo(t)的值，并画出电流与电容电压的关系曲线。
参考程序
子程序
function xdot=elecsys(t,x)
Vs=1;
R=1.4;
L=2;
C=0.32
xdot=[x(2)/C;1/L*(Vs-x(1)-R*x(2))];
主程序
t0=0;
tfinal=15;
x0=[0.5;0];
[t,x]=ode45('elecsys',t0,tfinal,x0);
figure(1)
subplot(211)
plot(t,x(:,1))
grid
title('电容电压(V)')
xlabel('时间(s)')
subplot(212)
plot(t,x(:,2))
grid
title('电感电流(A)')
xlabel('时间(s)')
figure(2)
vc=x(:,1);
i=x(:,2);
plot(vc,i);
grid
title('电感电流与电容电压的关系曲线')
xlabel('电容电压(V)')
ylabel('电感电流(A)')
2、已知一系统的传递函数
求其零极点增益形式并绘制出零极点分布图。
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实验1 典型环节的模拟实验
一、实验目的
1、 熟悉matlab软件，掌握系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应曲线的绘
制方法，并求取时间域内的性能指标；
2、 研究系统参数对系统性能指标的影响。
二、实验仪器与设备
电脑，matlab 6.5软件
一）时域响应分析
1、系统的开环传递函数为
，试求其闭环传递函数，并绘制单位阶跃响应曲线和单位脉冲响应曲线。
程序：
clc;
close all;
clear all;
num=200;
den=[1,20,140,400,384];
[numc,denc]=cloop(num,den)
t=0:0.01:40;
figure(1);
step(numc,denc,t)
grid;
figure(2);
impulse(numc,denc,t)
grid;
运行结果：
numc =
0 0 0 0 200
denc =
1 20 140 400 584
2、设单位反馈系统的开环传递函数为
，应用matlab绘制系统在单位阶跃响应曲线，并求出峰值时间，超调量，调整时间。
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东南大学能源与环境学院
实 验 报 告
课程名称： 自动控制原理
实验名称： 典型环节的电路模拟
院（系）： 能源与环境学院 专 业： 热能与动力工程
姓 名： 李鹏 学 号： 03009414
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