自动控制原理实验报告 1 一、 实验目的 1. 熟悉并掌握 TD-ACC+（或 TD-ACS）设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。 2. 熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异、分析原因。 3. 了解参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、 实验设备 PC 机一台，TD-ACC+（或 TD-ACS）实验系统一套。 三、 实验内容 1、比例环节、比例环节（P） （1）方框图：如图所示。 （2）传递函数：()()= （3）阶跃响应：() = （ 0） 其中 = 1/0 （4）模拟电路图：如图所示。 （5）实验图像及结果： 实物连接图如下： （仅改变一个短接块） 自动控制原理实验报告 2 取 R0=200K；R1=100K。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 取 R0=200K；R1=200K。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 2、积分积分环节环节（I） （1）方框图：如图所示。 （2）传递函数：()()=1 （3）阶跃响应：() =1 （ 0） 其中 = 0 （4）模拟电路图：如图所示。 自动控制原理实验报告 3 （5）实验图像及结果： 实物连接图如下： （仅改变一个短接块） 取 R0=200K；C=1uF。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 取 R0=200K；C=2uF。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 自动控制原理实验报告 4 3、比例积分环节（、比例积分环节（PI） （1）方框图：如图所示。 （2）传递函数：()()= +1 （3）阶跃响应：() = +1 （ 0） 其中 =10; = 0 （4）模拟电路图：如图所示。 R0=R1=200K；C=1uF 或 2uF （5）实验图像及结果： 实物连接图如下： （与 R1 串联的电容 C 需要用到辅助单元） 自动控制原理实验报告 5 取 R0=R1=200K；C=1uF。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 取 R0=R1=200K；C=2uF。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 4、惯性环节（惯性环节（T） （1）方框图：如图所示。 （2）传递函数：()()=+1 （3）阶跃响应：() = (1 / 其中 =10; = 1 自动控制原理实验报告 6 （4）模拟电路图：如图所示。 R0=R1=200K；C=1uF 或 2uF （5）实验图像及结果： 取 R0=R1=200K；C=1uF。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 取 R0=R1=200K；C=2uF。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 5、比例微分环节（、比例微分环节（PD） （1）方框图：如图所示。 自动控制原理实验报告 7 （2）传递函数：()()= (1+1+) （3）阶跃响应：() = () + 其中 =1+20， = (121+2+ 3)， = 3，()为单位脉冲函数，这是一个面积为 t 的脉冲函数，脉冲宽度为零，幅值为无穷大，在实际中是得不到的。 （4）模拟电路图：如图所示。 R0=R2=100K；R3=10K；C=1uF；R1=100K 或 200K （5）实验图像及结果： 实物连接图如下： （需要用到辅助单元） 取 R0=R2=100K，R3=10K，C=1uF；R1=100K。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 自动控制原理实验报告 8 取 R0=R2=100K，R3=10K，C=1uF；R1=200K。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 6、比例、比例积分积分微分环节（微分环节（PID） （1）方框图：如图所示。 （2）传递函数：()()= +1+ （3）阶跃响应：() = () + +1 其中()为单位脉冲函数， =10；= 01；= 122/0 （4）模拟电路图：如图所示。 R2=R3=10K；R0=100K；C1=C2=1uF；R1=100K 或 200K 自动控制原理实验报告 9 （5）实验图像及结果： 实物连接图如下： （需要用到辅助单元） 取 R2=R3=10K，R0=100K，C1=C2=1uF；R1=100K。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 取 R2=R3=10K，R0=100K，C1=C2=1uF；R1=200K。 理想阶跃响应曲线： 实测阶跃响应曲线： 自动控制原理实验报告 10 四、 实验心得及总结