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《自动控制原理》实验报告:典型环节的时域响应

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本实验旨在让学生掌握TD-ACC+设备的使用方法及构建模拟电路的能力,并通过搭建放大器、滤波器等典型环节的学习加深对电子电路的理解。实验设备包括PC机和TD-ACC+系统,学生需根据电路图进行操作并记录数据。主要内容包括比例环节的工作原理及实际响应曲线分析,并通过改变参数观察动态特性变化。具体步骤涉及连接电路、调节参数及使用示波器测试输出信号特征。最终通过对比理论与实际响应曲线完成结果分析与总结。

本研究旨在探讨...通过...分析...揭示...

本实验的主要目标是帮助学生熟练掌握TD-ACC+设备的操作流程,并且同时学习构建不同环节的模拟电路。通过参与本实验活动,在完成相关操作后,学生将深入理解电子电路的基本原理,并有机会实践基本应用技术。

  1. 掌握并熟练运用TD-ACC+设备的操作方法及各类标准模拟电路的基本结构。学生将在设备操作中熟悉其功能键布局及接口连接方式,并能根据给定电路图完成相应的模拟电路搭建,旨在使学生能够熟练运用该设备并完成所需电路配置。
  2. 深入认识各类标准阶跃信号在理想情况下的理论响应特性和真实工作环境下的表现差异。通过对比分析这两种不同状态下的响应曲线形态与特征值分布情况,学生将掌握两者之间的差异及其影响因素。
  3. 探究不同参数设置对系统动态行为模式的影响规律。在此过程中,学生将观察到参数调整带来的动态响应变化,并能深入分析这些变化背后的机理,在此基础上全面掌握系统运行机制及其关键指标间的相互关系。

实试试验设备包括仿真平台和虚拟仿真系统

本实验旨在配备以下设备与软件

配置一台个人计算机作为主控设备,并配备一套完整的TD-ACC+实验系统作为硬件平台。主控设备将主要承担数据采集与处理的任务,并为实验提供必要的硬件支撑;而TD-ACC+实验系统则为模拟电路的设计与调试创造了良好条件。

本研究的理论基础及其探讨范围与分析结果

实验的基础理论及其具体内容

本次实验的主要内容是深入研究模拟电路中若干典型环节的工作原理及其动态特性。这些环节主要包括放大器滤波器振荡器等基本组件。通过理论学习与实践操作相结合的方式本实验旨在帮助学生系统掌握这些环节在电路中的功能作用以及运行规律。实验内容不仅包括理论知识的讲解还包括一系列动手实践环节如自行搭建电路完成基本电子元件的调试并进行性能测试记录数据分析以及评估各环节的作用特点等。这些实践活动将有助于学生加深对模拟电路设计与分析的基本概念和方法的理解并培养解决实际问题的能力

在本实验中所使用的电路图是学生进行实验操作的重要工具。为了掌握基本的电子技术知识并提升实践技能, 学生需要深入研究电路图, 掌握元器件的作用以及它们之间的连接关系。在此基础上, 学生将自行搭建模拟电路系统, 这不仅要求学生具备扎实的专业理论基础, 同时还需要他们能够熟练运用相关工具完成实际操作。在完成搭建后, 学生将对模拟电路进行调试与测试, 包括静态调试与动态测试等环节, 以便全面分析其工作状态与功能特性。通过系统的理论学习与实际操作相结合的方式, 学生能够深入解析其工作原理与功能特性。

本研究系统性地阐述了实验的具体流程和操作规范

首先,在1.1.3节所述的比例环节模拟电路图的基础上,正确地连接所有电路线路。确保每一步骤均符合电路图要求以避免错误发生。完成后进行细致检查以排除接线错误或短路问题。确认无误后启动设备电源为后续实验做好准备。
接下来,在信号源单元上使用短路块将ST端插针与S端插针连接。由于每个运算放大器都配装有锁定场效应管因此具备锁定功能。将开关置于方波档位并调节调幅与调频电位器以便使输出端"OUT"处的方波信号幅度达到1伏特周期约为10秒。
将第二步所得方波信号接入模拟电路输入端Ui使用示波器CH1与CH2表笔分别监测输入Ui端与输出U0端的变化情况从而观测到输出的实际响应曲线U0(t)并记录实验过程中观察到的波形及相应数据。
在完成一组参数观测后为了获取更为全面的数据需更换不同参数组合然后重复上述观测过程记录结果以便后续分析比较。
最后依照相同方法构建积分环节比例积分环节比例微分环节惯性环节以及比例积分微分环节等模拟电路图对于每一个环节均需观测其对阶跃信号的实际响应曲线并记录相关数据以便于后续分析比较

本研究通过一系列测试和观察得出了明确的结果,并对其进行了详细的分析及其过程。

占比阶段

占比阶段

将变量 R_ ̂{ }_{ ̂{ }_{ ̂{ }_{ ̂{ }_{ ̂{ }_{ R_{{}_{{}_{{}}}}}}}}}设定为2\times {{1e}^{5}}\Omega;并将变量 R_{ } 设定为 {{\ }}{}

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