二阶系统特征参数对系统性能的影响-003

一．实验目的

研究二阶系统特征参量（n,ξ）对系统性能的影响；

二．实验内容

搭建二阶系统，将特征参量n＝12.5保持不变，分别测试阻尼系数不同时系统的特性；再将特征参量ξ＝0.4保持不变，分别测试固有频率n不同时系统的特性；

三．实验步骤

1．观测特征参量ξ对二阶系统性能的影响

二阶系统模拟电路如图1-3-1所示，其固有频率n＝12.5：

100K 100K R2 100K

图1-3-1二阶系统模拟电路(n＝12.5)

图中：R1=100K、R2=100K、R3=100K、R4=100K、R5=K、R6为可选电阻、R7=10K、

R8=10K、C1=1.0uF、C2=1.0Uf

当R6＝50K时，二阶系统阻尼系数ξ＝0.8； 当R6＝100K时，二阶系统阻尼系数ξ＝0.4； 当R6＝200K时，二阶系统阻尼系数ξ＝0.2。

输入阶跃信号，通过示波器观测不同特征参量ξ下输出阶跃响应曲线,并记录曲线的超调量σ% 、峰值时间tp以及调节时间ts。

2．观测特征参量n对二阶系统性能的影响

二阶系统模拟电路如图1-3-2所示，其阻尼系数ξ＝0.4：

100K 100K R2 100K

图1-3-2二阶系统模拟电路(ξ＝0.4)

图中： R1=100K、R2=100K、R3=100K、R4=100K、R5、R6为可选电阻、R7=10K、R8=10K、

C1=1.0uF、C2=1.0uF

当R5＝256K、R6=200K时，则该二阶系统固有频率当R5＝K、R6=100K时，二阶系统固有频率当R5＝16K、R6=50K时，二阶系统固有频率

输入阶跃信号，通过示波器观测不同特征参量n下输出阶跃响应曲线,并记录曲线的超调量σ% 、峰值时间tp以及调节时间ts。

n＝6.25

n＝12.5

n＝25

四．实验结果

1．讨论系统特征参量（n，ξ）变化时对系统性能的影响。

2．根据电路图中的参数计算下表中的理论值，并和实测值一起填入表中。

二阶系统特征参量值 超调量 σ% 实测阶跃响应曲线 理论值 实测值 峰值时间tp 理论值 实测值 调节时间ts 理论值 实测值 ξ＝0.8 n＝12.5 ξ＝0.4 ξ＝0.2 二阶系统特征参量值 超调量 σ% 实测阶跃响应曲线 理论值 实测值 峰值时间tp 理论值 实测值 调节时间ts 理论值 实测值 n＝6.25 ξ＝0.4 n＝12.5 n＝ 25