实验三 二阶系统频率响应.doc

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1、实验三 二阶系统频率响应1、 实验目的（1） 学习系统频率特性响应的实验测试方法。（2） 了解二阶闭环系统中的对数幅频特性和相频特性的计算。（3） 掌握根据频率响应实验结果绘制波特图的方法。（4） 掌握欠阻尼二阶闭环系统中的自然频率、阻尼比对谐振频率、谐振峰值和带宽的影响及对应的计算。2、 实验设备（1） XMN-2型学习机；（2） CAE-USE辅助实验系统（3） 万用表（4） 计算机3、 实验内容本实验用于观察和分析二阶系统瞬态响应的稳定性。二阶闭环系统模拟电路如图3-1所示，它由两个积分环节（OP1和OP2）及其反馈回路构成。图3-1 二阶闭环系统模拟电路图OP1和OP2为两个积分环节，

2、传递函数为（时间常数）。二阶闭环系统等效结构图如图3-2所示。图3-2 二阶闭环系统等效结构图该二阶系统的自然振荡角频率为，阻尼为。4、 实验步骤（1） 调整Rf=40K，使K=0.4（即=0.2）；取R=1M，C=1，使T=1秒（n=1/1）。（2） 输入信号位，改变角频率使分别为0.2,0.6,0.8,0.9,1.0,1.2,1.6,2.0,3.0rad/s。稳态时，记录下输出响应5、 数据采集及处理 输出/入信号幅值Y输出信号初相L()()(rad/s)T0.231.4215mv0000.610.4666775mv-200-300.87.8532mv-500-450.96.97777822mv-600-601.06.289mv-820-901.25.2333331mv-120-3.16-1201.63.9250.5mv-157-8.16-1502.03.140.3mv-165-12-1603.02.0933330.1mv-179 -19-1806、 实验报告1、 绘制系统结构图，并求出系统传递函数，写出其频率特性表达式。2、 用坐标纸画出二阶闭环系统的对数幅频、相频曲线（波特图）。3、 其波特图上分别标示出谐振峰值（Mr）、谐振频率（r）和带宽频率（b）。4、 观察和分析曲线中的谐振频率（r）、谐振峰值（Mr）和带宽（b），并与理论计算值作对比。