实验报告三频率特性测量.doc

专业： 电子信息技术及仪器 姓名： 杨泽兰 学号： 3120102007 日期： 2014-5-24 地点： 玉泉教二-104 装 订 线实验报告课程名称： 自动控制理论实验 指导老师： 吴越 成绩： 实验名称： 频率特性测量 实验类型： 同组学生姓名： 鲍婷婷 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五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1. 掌握用超低频信号发生器和示波器测定系统或环节频率特性的方法；2. 了解用TD4010型频率响应分析测试仪测定系统或环节的频率特性方法。二、主要仪器设备1.超低频信号发生器2.电子模拟实验装置3.超低频慢扫描示波器三、实验步骤1测量微分积分环节的频率特性；(1)相频特性相频特性的测试线路如图4-3-1所示，其中R1=10k、C1=1uF、R2=2k、C2=50uF。测量时，示波器的扫描旋钮指向X-Y档。把超低频信号发生器的正弦信号同时送入被测系统和X轴，被测系统的输出信号送入示波器Y轴，此时在示波器上可得到一李沙育图形。然后将椭圆移至示波器屏幕中间，椭圆与X轴两交点的间的距离即为2X0，将Y输入接地，此时得到的延X轴光线长度即为2Xm，因此求得=sin-1 (2X0/2Xm)，变化输入信号频率(rad/s)，即可得到一组()。测量时必须注意椭圆光点的转动方向，以判别相频特性是超前还是迟后。当系统或环节的相频特性是迟后时，光点为逆时针转动；反之超前时，光点为顺时针转动。测试时，取值应匀称，否则会影响曲线的准确度。(2) 幅频特性：示波器选择停止扫描档，超低频信号发生的正弦信号同时送入X轴和被测系统；被测环节的输出信号仍送入Y轴；分别将X通道和Y通道接地，示波器上出现的两条光线对应的两条光线长度为2Xm、2Ym，改变频率，则可得一组L()。2. 测量二阶系统的闭环幅频特性：_+二阶系统的方框图如右图所示。按图设计并连接实验线路，依次改变输入信号频率（按所取频率范围由低到高，测试点自定，但在谐振峰值附近应多测几点），测量并记录数据。五、实验数据记录和处理1. 测量微分积分环节的频率特性：(1) 微分积分环节的传递函数为:G(s)=(s2+110s+1000)/(s2+610s+1000)(2) 测量数据为：(rad/s)f实测（）计算（）实测L（）计算L（）光点转动方向1.00.16020.81.8-23.57-25.130.9-0.915-1.324逆2.00.3202.11.31.3-38.24-38.320.61-4.293-3.773逆5.00.79521.30.75-40.54-42.840.375-8.519-9.126逆8.01.2721.10.6-33.36-35.910.3-10.45-11.75逆101.5921.00.48-30-30.90.24-12.39-12.75逆304.8200.360-1.420.18-14.89-14.87直线5079.520.50.3814.4712.440.19-14.42-14.58顺8012.720.90.4426.7425.220.22-13.15-13.54顺10015.921.10.4833.3630.90.24-12.39-12.75顺20031.8321.30.7240.5442.840.36-8.873-9.127顺30047.7421.40.9644.443.720.48-6.375-6.615顺60095.4921.21.3436.8635.140.67-3.478-2.948顺800127.320.81.5823.57829.530.79-2.047-1.912顺1000159.120.721.6221.125.130.81-1.830-1.319顺（3）相频特性图：(4) 幅频特性图为：2. 测量二阶系统的闭环幅频特性：(1)测量数据为：(rad/s)f实测L（）计算L（）10.16022.11.050.4230.23030.47722.31.151.2131.17850.79622.91.453.2273.0105.60.891231.53.5223.4435.80.923231.53.5223.53160.95523.11.553.8063.5816.31.003231.53.5223.57171.11422.81.42.9223.0947.51.19322.61.32.2782.379装 订 线(2) 幅频特性图为：六、实验结果与分析实验中，从李萨如图形上读取数据时存在较大误差，图像不停的闪动，且由于最小刻度较大，不能完全把图像置于示波器的中间，导致读数寻在偏差。另外，由于使用器材自身的老化，使得实验进行的很困难，刚开始示波器上完全显示不出李萨如图形。在之后的某些数据测量中，图形还存在失真的情况。七、讨论、心得思考题：1. 在实验中如何选择输入正弦信号的幅值？答：选择输入信号应保证输出信号不能失真。可将示波器调至x-t模式，然后观测输出信号，观察是否失真。2. 测试频率特性时，示波器Y轴输入开关为什么选择直流？答：因为此时示波器中显示为一直线，有利于读取数据。3.测试频率特性时，若把信号发生器的正弦信号送入Y轴，被测系统的输入信号送入X轴，则根据椭圆光点的转动方向，如何确定相位的超前和滞后？答：可将判断超前和滞后的方法反过来，即顺时针时为滞后，逆时针时为超前。