典型环节动态特性地仿真.docxVIP

实用文案 实用文案 标准 标准 苏州市职业大学实训报告 院系电子信息工程学院 班级 姓名 学号 实训名称 典型环节动态特性的仿真 实训日期 一、实训目的 1、 掌握典型环节仿真结构图的建立方法； 2、 通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，熟悉各种典型环节的响应曲线。 2、 定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 3、 初步了解MATLAB中SIMULINK 的使用方法。 、实训内容 掌握比例、积分、一阶惯性、实际微分、振荡环节的动态特性。 ［例］观察实际微分环节的动态特性 (1)连接系统，如图所示： 参数设置：用鼠标双击阶跃信号输入模块， 设置信号的初值和终值，采样时间sample time 和阶跃 时间step time ;用鼠标双击实际微分环节 ，设Kd=1,T d=1 ;用鼠标双击示波器，设置合适的示波器 参数； 在 simulation/paramater 中将仿真时间(Stop Time )设置为 10 秒； ⑷ 仿真:simulation/start ，仿真结果如图1-1所示； (5)改变Td、Kd，观察仿真结果有什么变化。 第1页共7 第1页共7页 图1-1实际微分环节的动态特性图 指导教师签名 苏州市职业大学实训报告 院系电子信息工程学院 班级 姓名 学号 实训名称 典型环节动态特性的仿真 实训日期 惯性环节 建立如下图1所示的仿真结构图，K值为1，并保持不变；T值依次为1,2和3,运行得到阶跃响应曲 线（图2）： T ransfer 图1惯性环节仿真结构图 T值不同 图2惯性环节T值不同的阶跃响应曲线 建立如下图2所示的仿真结构图，T值为1，并保持不变；K值依次为1,2和3,运行得到阶跃响应曲 线（图3）： 图3惯性环节仿真结构图 K值不同 第2 第2页共7页 苏州市职业大学实训报告 院系 电子信息工程学院 班级 姓名 学号 实训名称 典型环节动态特性的仿真 实训日期 图4惯性环节K值不同的阶跃响应曲线 分析结果：在同一信号的作用下， T （时间常数）越大，系统达到稳态所需的时间越长； K （比例系数） 越大，系统的最终稳态值越大。同时可以看出，在惯性环节中，输出量不能瞬时完成与输出量完全一致的变 化。 积分环节 建立如下图5所示的仿真结构图，T值依次为1,0.5和2，运行得到阶跃响应曲线（图 6）： 图5积分环节仿真结构图 第3 第3页共7页 指导教师签名 苏州市职业大学实训报告 院系 电子信息工程学院 班级 姓名 学号 实训名称 典型环节动态特性的仿真 实训日期 图6 图6积分环节T值不同的阶跃响应曲线 结果分析：在同一坐标轴中绘出 r(t)-t和c(t)-t曲线，可以看出，r(t)-t和c(t)-t的交点的横坐标t就是 积分时间常数T。同时可以看出，在积分环节中，输出量与输入量对时间的积分成正比。常利用积分环节来 改善系统的稳态性能。 比例环节 建立如下图7所示的仿真结构图，K值依次为0.5,1.2和2，运行得到阶跃响应曲线（图 8）: 图7比例环节仿真结构图 指导教师签名 苏州市职业大学实训报告 院系电子信息工程学院 班级 姓名 学号 实训名称 典型环节动态特性的仿真 实训日期  结果分析：在同一坐标轴中绘出 r(t)-t和c(t)-t曲线，可以看出，比例环节的特点是，其输出不失真、 不延时、成比例地复现输入信号的变化，即信号的传递没有惯性。 振荡环节 建立如下图9所示的仿真结构图，3 n2的值保持1不变，Z依次为2,1,0.5和0，运行得到阶跃响应曲线 (图 10): 图9振荡环节Z值不同 图9振荡环节Z值不同 Scope 第5页共7页 指导教师签名 苏州市职业大学实训报告 院系电子信息工程学院 班级 姓名 学号 实训名称 典型环节动态特性的仿真 实训日期 图10振荡环节Z值不同的阶跃响应曲线 结果分析：从上图中可以看出，取不同Z值时，对应的单位阶跃响应曲线不同。Z值越大，系统的平稳性 越好，超调越小；Z值越小，系统响应振荡越强，振荡频率越高。当Z =0时，系统输出为等幅振荡，不能正 常工作，属不稳定。 实际微分 建立如下图11所示的仿真结构图，T值依次为1,2和0.1，运行得到阶跃响应曲线（图 12 ）: 图11实际微分环节 T值不同 指导教师签名 苏州市职业大学实训报告 院系 电子信息工程学院 班级 姓名 学号 实训名称 典型环节动态特性的仿真 实训日期 图12实际微分环节T值不同的阶跃响应曲线 结果分析：从上图中可以看出，实际微分环节的输出与输入信号对时间的微分成正比，即输出反映了输 入信号的变化率，而不是反映输入量本身的大小。常用微分环节来改善系统的动态性能。 三、 实训中遇到的问题及解决办法 示波器所显示的图像是黑色底的，不利于打印