
一、实验目的
1、通过考察系统的过渡过程指标,研究二阶系统的特征参数—阻尼比和自然频率对系统特性的影响,以及系统特征根的位置与过渡过程的关系。
2、学习自己设计实验,安排适当的实验参数,达到以上实验目标。
二、实验内容
根据传递函数的单位阶跃响应,求取过渡过程的质量指标。按表1的形式整理实验数据,分析实验结果,完成实验报告。
此时,系统的特征根为。
1、令=0.5,取三种不同的,观察根在根平面上的位置,求其过渡过程和它的质量指标,进行比较。说明当相同时,过渡过程的哪些指标是相同的?
| =0.5 | 超调量 | 衰减比 | 峰值时间 | 过渡时间 | 余差 |
| =0.5 | 16% | +lim | 7.21s | 24.7s | 0 |
| =1.5 | 16% | +lim | 2.41s | 9.33s | 0 |
| =2.5 | 16% | +lim | 1.44s | 5.87s | 0 |
| =1 | 超调量 | 衰减比 | 峰值时间 | 过渡时间 | 余差 |
| =0 | 100% | 1 | 3.09s | / | / |
| =0.3 | 37% | 7.4 | 3.23s | 11.7s | 0 |
| =0.6 | 9% | +lim | 3.58s | 6.41s | 0 |
| =0.9 | 0.1% | +lim | 7.04s | 5.47s | 0 |
| =1.2 | / | / | / | 6.45s | 0 |
影响二阶系统过渡过程中的峰值时间,过渡时间(在不变的情况下,峰值时间随增大而减小,过渡时间随的增大而减小)
影响几乎全部过渡过程指标,其中超调量,衰减比仅与有关(超调量随着的增大而减小,衰减比随着的增大而增大;在不变的情况下,峰值时间随增大而增大,过渡时间随的增大而减小。)
,对系统的稳态误差均没有影响,且均为0.
3、选三组实部()为负值且相等的复根,观察根在根平面上的位置,求其过渡过程和它的质量指标,进行比较,说明不同虚部()对过渡过程和质量指标有哪些影响。
| 实部取2,虚部分别取2,6,10,系统过渡过程和质量指标 | ||||||
| α=4 | 超调量 | 衰减比 | 峰值时间 | 调节时间(±5%) | 上升时间 | 稳态误差e(∞) |
| β=2 | 4% | +∞ | 1.46 | 1.57s | 1.18 | 0 |
| β=6 | 35% | 8.75 | 0.526 | 1.57s | 0.316 | 0 |
| β=10 | 53% | 3.53 | 0.315 | 1.57s | 0.177 | 0 |
在实部不变的情况下随虚部绝对值的增加,超调量增加,衰减比减少,峰值时间减小,调节时间不变,上升时间减小,稳态误差始终为0.。
4、选三组虚部()相同的复根,观察根在根平面上的位置,求其过渡过程和它的质量指标,进行比较,说明不同实部()对过渡过程和质量指标有哪些影响。
| 虚取6实分别取2,5,8过渡过程和质量指标 | ||||||
| β=6 | 超调量 | 衰减比 | 峰值时间 | 调节时间(±5%) | 上升时间 | 稳态误差e(∞) |
| α=2 | 35% | 8.75 | 0.52 | 1.56 | 0.316 | 0 |
| α=5 | 7% | +∞ | 0.504 | 0.67 | 0.378 | 0 |
| α=8 | 1% | +∞ | 0.509 | 0.413 | 0.413 | 0 |
在虚部不变的情况下随实部绝对值的增加,超调量减少,衰减比增加,峰值时间减小(幅度不大),调节时间减小,上升时间增加,稳态误差始终为0.。
