典型環(huán)節(jié)的模擬

1、熱工過程自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告熱工過程自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告白思平03015413實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一典型環(huán)節(jié)的電路模擬典型環(huán)節(jié)的電路模擬一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉THBDC1型信號(hào)與系統(tǒng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及上位機(jī)軟件的使用；2.熟悉各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)特性及其電路模擬；3.測量各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，并了解參數(shù)變化對其動(dòng)態(tài)特性的影響。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.THBDC1型控制理論計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；2.PC機(jī)一臺(tái)(含

2、上位機(jī)軟件)、數(shù)據(jù)采集卡、37針通信線1根、16芯數(shù)據(jù)排線、采接卡接口線；三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)并組建各典型環(huán)節(jié)的模擬電路；2.測量各典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)，并研究參數(shù)變化對其輸出響應(yīng)的影響；四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理自控系統(tǒng)是由比例、積分、微分、慣性等環(huán)節(jié)按一定的關(guān)系組建而成。熟悉這些典型環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)及其對階躍輸入的響應(yīng)，將對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析是十分有益的。本實(shí)驗(yàn)中的典型環(huán)節(jié)都是以運(yùn)放為核心元件構(gòu)成，其原理框圖如圖11所示。圖中Z1和

3、Z2表示由R、C構(gòu)成的復(fù)數(shù)阻抗。1.比例（P）環(huán)節(jié)圖11比例環(huán)節(jié)的特點(diǎn)是輸出不失真、不延遲、成比例地復(fù)現(xiàn)輸出信號(hào)的變化。它的傳遞函數(shù)與方框圖分別為：KSUSUSGiO??)()()(當(dāng)Ui(S)輸入端輸入一個(gè)單位階躍信號(hào)，且比例系數(shù)為K時(shí)的響應(yīng)曲線如圖12所示。2.積分（I）環(huán)節(jié)圖12積分環(huán)節(jié)的輸出量與其輸入量對時(shí)間的積分成正比。它的傳遞函數(shù)與方框圖分別為：TsSUSUsGiO1)()()(??圖17五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟1.1.比例

4、（比例（P）環(huán)節(jié)）環(huán)節(jié)根據(jù)比例環(huán)節(jié)的方框圖，選擇實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建相應(yīng)的模擬電路，如下圖所示。圖中后一個(gè)單元為反相器，其中R0=200K。若比例系數(shù)K=1時(shí)，電路中的參數(shù)取：R1=100K，R2=100K。若比例系數(shù)K=2時(shí)，電路中的參數(shù)取：R1=100K，R2=200K。當(dāng)ui為一單位階躍信號(hào)時(shí)，用上位軟件觀測(選擇“通道12”，其中通道AD1接電路的輸出uO；通道AD2接電路的輸入ui)并記錄相應(yīng)K值時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線，并與

5、理論值進(jìn)行比較。另外R2還可使用可變電位器，以實(shí)現(xiàn)比例系數(shù)為任意設(shè)定值。注：為了更好的觀測實(shí)驗(yàn)曲線，實(shí)驗(yàn)時(shí)可適當(dāng)調(diào)節(jié)軟件上的分頻系數(shù)注：為了更好的觀測實(shí)驗(yàn)曲線，實(shí)驗(yàn)時(shí)可適當(dāng)調(diào)節(jié)軟件上的分頻系數(shù)(一般調(diào)至刻度一般調(diào)至刻度2)和選擇和選擇“”按鈕按鈕(時(shí)基自動(dòng)基自動(dòng))，以下實(shí)驗(yàn)相同。，以下實(shí)驗(yàn)相同。2.2.積分（積分（I）環(huán)節(jié)）環(huán)節(jié)根據(jù)積分環(huán)節(jié)的方框圖，選擇實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的通用電路單元設(shè)計(jì)并組建相應(yīng)的模擬電路，如下圖所示。圖中后一個(gè)單元為反相器，

6、其中R0=200K。若積分時(shí)間常數(shù)T=1S時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟=100K，C=10uF(T=RC=100K10uF=1)；若積分時(shí)間常數(shù)T=0.1S時(shí)，電路中的參數(shù)?。篟=100K，C=1uF(T=RC=100K1uF=0.1)；當(dāng)ui為一單位階躍信號(hào)時(shí)，用上位機(jī)軟件觀測并記錄相應(yīng)T值時(shí)的輸出響應(yīng)曲線，并與理論值進(jìn)行比較。注：當(dāng)實(shí)驗(yàn)電路中有積分環(huán)節(jié)時(shí)，實(shí)驗(yàn)前一定要用鎖零單元進(jìn)行鎖零，實(shí)驗(yàn)時(shí)要退去鎖零。注：當(dāng)實(shí)驗(yàn)電路中有積分環(huán)節(jié)時(shí)，實(shí)驗(yàn)