实验二：频率响应测试

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1、word成绩北 京 航 空 航 天 大 学自动控制原理实验报告 院系名称自动化科学与电气工程学院专业名称 自动化学生学号 13191006_ 学生_ 万赫_ 指导教师_ 王艳东自动控制与测试教学实验中心9 / 9实验二 频率响应测试实验时间2015.11.13 实验编号30 同组同学无一、实验目的1、掌握频率特性的测试原理与方法2、学习根据所测定出的系统的频率特性，确定系统传递函数的方法目的。二、实验容1. 测定给定环节的频率特性。 2. 系统模拟电路图如如下图：系统结构图如如下图：系统的传递函数：取R=100K，如此G(s)=取R=200K，如此G(s)=取R=500K，如此G(s)=假如正

2、弦输入信号为Ui(t)=A1Sin(t),如此当输出达到稳态时，其输出信号为Uo(t)=A2Sin(t+)。改变输入信号频率f=值，便可测得二组A1/A2和随f(或)变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。三、实验原理1. 幅频特性即测量输入与输出信号幅值A1与A2，然后计算其比值A2/A1。 2. 实验采用“沙育图形法进展相频特性的测试。设有两个正弦信号: X(t)=XmSin(t) ， Y(t)=YmSin(t+) 假如以X(t)为横轴，Y(t)为纵轴，而以作为参变量，如此随着 t的变化，X(t)和Y(t)所确定的点的轨迹，将在X-Y平面上描绘出一条封闭的曲线。这个图形就是物

3、理学上成称为的“萨如图形。的求法: 对于X(t)=XmSin(t)与Y(t)= YmSin(t)当t=0时，有 X(0)=0 ；Y(0)=Ym Sin()即=ArcSinY(0)/ Ym, 0/2时成立在该实验中，输入信号的赋值由软件设定，即在K=2时，输入幅值为2V；在K=5时，输入幅值为1V。而Ac=Ym，为萨如图上最高点对应的纵坐标的值。Y0为在x=0时对应的Y值。实验中萨如图如下： 用坐标读取按钮 可以读出相应值四、实验设备1.HHMN-1型电子模拟机一台。2.PC机一台。3.数字式万用表一块。五、实验步骤1. 画出系统模拟运算电路图，标出电阻、电容的取值。 2. 观察出K=1和K=2

4、两种情况下的萨育图形。3. 填写实验数据表格。4. 用测量的实验数据分别计算出两种系统的传递函数的参数，并确定系统的传递函数。5. 分析实验数据，就理论值与实测值的差异进展分析，说明误差产生的原因。六、 实验结果1.K=1实验数据K=1时沙如图形 12.K=2实验数据K=2时沙如图形 1七、结果分析当K=1时，=90时，=9.5，Ac/Ar=1.1315代入公式，得d=反推得传递函数为：Gs=当K=2时，=90时，=，Ac/Ar=代入公式，得d=12.757271反推得传递函数为：Gs=由实验结果发现,由于统计数据时,没有从=90的点向两边取值,故造成了图像的形状集中在0到1很小的围波动,没有看出整体的变化趋势。其次，由于是偏向减小的方向采集的数据，使得画幅频和相频曲线时候，只是向一个方向的显示结果。 对于传递函数来说，误差主要来于元器件的老化和在进展数模转换时的误差，并且，由于在提取点时候，鼠标取点存在一定的误差，故使得在反推传递函数时，产生了区别。八、收获、体会与建议本次试验学会了使用沙育图形测量相位的方法，以与掌握了频率响应的研究方法。 其次，本次实验告诉我，以后再进展数据采集时，应更多考虑试验的目的与我真正需要数据的围再采集，做事也要三思而后行。