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控 制 系 统 工 程 实 验. 实验名称. 二阶系统的幅频特性测试 实验地点 :501. 实验目的. 掌握频率特性的测试原理方法； 根据二阶系统的对数幅频特性，确定系统的数学模型； 进一步掌握控制系统的电模拟方法； 了解二阶系统的频域指标与时域指标的对应关系。. 实验仪器及设备. JM-1 自动控制原理模拟学习机 “ 自动控制系统虚拟实验平台 ” 虚拟仪器 MATLAB 仿真分析软件 数字三用表. 预习报告要求. 根据系统框图和 “ JM-1 自动控制模拟学习机 ” 面板图，选择合适元件，设计系统的电子模拟电路图；
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实验名称 二阶系统的幅频特性测试 • 实验地点:501
实验目的 • 掌握频率特性的测试原理方法； • 根据二阶系统的对数幅频特性，确定系统的数学模型； • 进一步掌握控制系统的电模拟方法； • 了解二阶系统的频域指标与时域指标的对应关系。
实验仪器及设备 • JM-1自动控制原理模拟学习机 • “自动控制系统虚拟实验平台”虚拟仪器 • MATLAB仿真分析软件 • 数字三用表
预习报告要求 • 根据系统框图和“JM-1自动控制模拟学习机”面板图，选择合适元件，设计系统的电子模拟电路图； • 对原系统进行时域性能分析和频域性能分析，画出系统的Bode图，选择10个频率测试点（参考起始频率为0.4弧度/秒）； • 预习“自动控制系统虚拟实验平台”中的“时域曲线显示功能”和“较低频率测试功能”。 疑问： 理论课上只讲了开环频率特性，而实验中为什么要测闭环频率特性？
实验方法 • 频域法： 对于稳定的线性系统，当输入量是一个角频率为ω、幅值为R、相位为θ的正弦信号时，其稳态输出则为频率不变而幅值相位变化的正弦信号。
实验内容和步骤 • 在JM-1模拟机上搭试二阶系统； • 测试系统的阶跃响应； • 测试系统的幅频特性；
注意事项 • 不准使用个人计算机存储设备，以防病毒； • 说明：虚拟实验平台的软件界面与数据采集板的引出接口（端子板）的各通道对应关系：
重要提示 • 用数字三用表测试电阻时，必须保证该电位器与其它元件无关，即开路测电阻； • 若选用某个运放搭试某一环节，不能选用与其它运放有关的元件，只能借用与其它运放无关的独立元件； • 在频率特性测试时，不能使用其它软件，需要耐心等待。
曲线打印 • 注意：记录曲线时，应适当调节显示窗口，使曲线显示完整，且较为清晰，便于读数。 • 用“BASE”测试曲线，将“BASE”界面最大化后，用“BASE 打印”截取曲线并备份至D盘，必须按1234的顺序截取曲线，打印前，将同组同学的学号或姓名输入。 • 说明：由于曲线的保存格式是.bmp的图形格式，占用大量内存，所以发打印命令后，需等待几分钟后，打印机才能打印出实验结果。
实验报告要求 • 理论计算原系统的时域指标，并与实验结果进行比较，分析产生误差的原因； • 处理实验数据，用半对数坐标纸绘出系统的幅频曲线，与理论值进行比较，分析产生误差的原因 • 写出系统的时域特性与频域特性指标间的转换公式，分析时域特性与频域特性指标间的对应关系。
思考题 • 在实验中用““自动控制系统虚拟实验平台”中的“较低频率测试功能”测试系统的频率特性时，测试时间取决于什么因素？
系统框图 1/s 10/(0.625s+1) ＋
