自动控制原理实验典型系统的时域响应和稳定性分析.doc

自动控制原理实验典型系统的时域响应和稳定性分析 本实验报告的主要目的是研究自动控制原理实验中典型系统的时域响应和稳定性分析。该实验报告共分为两部分，分别是二阶系统的稳定性分析和三阶系统的稳定性分析。 一、典型的二阶系统稳定性分析 在该部分实验中，我们首先构造了一个二阶系统的框图，如图 1.2-1 所示。然后，我们将该系统的开环传递函数表示为，并将其对应的模拟电路图，如图 1.2-2 所示。在理论分析中，我们计算了开环增益，并讨论了二阶系统的动态性能和稳定性。 在实验中，我们首先计算了临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值，然后将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能和稳定性。结果表明，二阶系统的动态性能和稳定性与理论分析结果吻合。 二、典型的三阶系统稳定性分析 在该部分实验中，我们首先构造了一个三阶系统的框图，如图 1.2-3 所示。然后，我们将该系统的模拟电路图，如图 1.2-4 所示。在理论分析中，我们讨论了系统的特征方程，并使用 Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。 在实验中，我们首先由 Routh 判断得 Routh 行列式，然后计算了系统的特征方程，并讨论了三阶系统的稳定性。结果表明，三阶系统的稳定性与理论分析结果吻合。 知识点： 1. 二阶系统的稳定性分析：包括构造框图、计算开环传递函数、讨论动态性能和稳定性等。 2. 三阶系统的稳定性分析：包括构造框图、讨论系统的特征方程、使用 Routh 判据进行稳定性分析等。 3. Routh 判据在稳定性分析中的应用：包括计算 Routh 行列式、讨论系统的稳定性等。 4. 时域响应分析：包括讨论二阶系统和三阶系统的时域响应特性等。 该实验报告的主要目的是研究自动控制原理实验中典型系统的时域响应和稳定性分析，通过对二阶系统和三阶系统的稳定性分析，讨论了系统的动态性能和稳定性，并使用 Routh 判据进行稳定性分析。