【东南大学实验四系统频率特性的测试实验报告】
在自动控制领域，系统频率特性是评估一个控制系统性能的重要指标。这个实验旨在让学生理解并掌握如何测试和分析系统的频率特性，包括幅频特性和相频特性，从而推导出系统的传递函数。实验通过实际操作和理论学习相结合，帮助学生熟悉控制系统的设计和分析。
一、实验目的
1. 明确测量幅频和相频特性曲线的意义：这些特性曲线揭示了系统对不同频率输入信号的响应能力，对于系统稳定性和动态性能的评估至关重要。
2. 掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法：通过实验操作，学生能够熟练地运用各种测试手段，如双踪信号比较法和李沙育图形法，来获取系统的频率特性数据。
3. 利用幅频曲线求出系统的传递函数：传递函数是描述系统动态行为的关键数学模型，可用于控制系统的设计和优化。
二、实验原理
系统建模是控制系统设计的基础，包括机理建模和辨识建模。频率特性测试属于辨识建模的一种，通过开环频率特性测试，可以得到系统在不同频率下的幅频和相频特性，进而推导出传递函数。此外，幅频特性表示系统输出幅度与输入幅度的比例，而相频特性则反映了输入和输出信号之间的相位差。
三、实验设备
实验中使用的设备是THBDC-1型控制理论计算机控制技术实验平台和虚拟示波器，这些工具可以帮助学生精确测量和分析系统的频率特性。
四、实验线路图
实验接线图详细描述了如何连接信号源和数据采集接口，确保正确进行幅频和相频特性的测量。
五、实验步骤
1. 按照线路图连接设备，并设置信号源为正弦波。
2. 使用虚拟示波器观察输入和输出信号，记录不同频率下的幅值和相位差。
3. 利用双踪信号比较法或李沙育图形法测量相频特性，计算相位差。
4. 收集数据并绘制Bode图，进一步分析系统特性。
六、实验数据
实验数据的收集和整理是关键步骤，通过整理得到的幅频和相频数据，可以绘制出系统的频率特性曲线，为后续的系统分析提供依据。
总结来说，东南大学实验四——系统频率特性的测试，不仅是一次实践操作的学习，更是一个深入理解控制系统基础理论的机会。通过这个实验，学生可以提高分析和解决实际问题的能力，为未来在自动控制领域的研究和工作打下坚实基础。
