实验三控制系统的稳定性分析

1实验三、控制系统的稳定性分析一、实验目的1．观察系统的不稳定现象。2．研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。二、实验设备1.EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台2.计算机一台三、实验内容系统模拟电路图如图3-1图3-1系统模拟电路图其开环传递函数为:G（s）=10K/s(0.1s+1)(Ts+1)式中K1=R3/R2，R2=100K，R3=0～500K；T=RC，R=100K，C=1f或C=0.1f两种情况。四、实验步骤1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入，将将纯积分电容两端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。2.启动计算机，在桌面双击图标[自动控制实验系统]运行软件。3.检查USB线是否连接好，在实验项目下拉框中选中任实验，点击按钮，出现参数设置对话框设置好参数按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可以继续进行实2验。4.在实验项目的下拉列表中选择实验三[控制系统的稳定性分析],鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置目的电压U1=1000mV鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。5.取R3的值为50K，100K，200K，此时相应的K=10K1=5，10，20。观察不同R3值时显示区内的输出波形(既U2的波形)，找到系统输出产生增幅振荡时相应的R3及K值。再把电阻R3由大至小变化，即R3=200k，100k，50k，观察不同R3值时显示区内的输出波形,找出系统输出产生等幅振荡变化的R3及K值，并观察U2的输出波形。6.在步骤5条件下，使系统工作在不稳定状态，即工作在等幅振荡情况。改变电路中的电容C由1f变成0.1f，重复实验步骤4观察系统稳定性的变化。7.将实验结果添入下表中：五、实验结果1、表格参数系统响应曲线C=1ufR3=50KK=5R3=100KK=10R3=200KK=20C=0.1ufR3=50KK=5R3=100KK=10R3=200KK=202、曲线图（1）C=1ufR3=50KK=23（2）R3=100KC=1ufK=10(3)R3=200KC=1ufK=204(4)C=0.1ufR3=50KK=5(5)R3=100KC=0.1ufK=105(6)R3=200KC=0.1ufK=20六、实验总结6通过这次实验，我观察了系统的不稳定现象，并了解了系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。通过计算系统的临界放大系数，并与不走5中的临界放大系数相比较（实际测得，临界放大系数为2.12，计算系数的放大系数为2），发现相差并不大，在可允许单位误差范围内。