典型环节的时域响应

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6、比例积分微分环节（PID） （1）方框图：如图1.1-11所示。 （2）传递函数： （3）阶跃函数： 装 订三、仪器设备 PC机一台，TD-ACC+（或TD-ACS）实验系统一套 线四、线路示图 1、比例环节 理想与实际阶跃响应对照曲线： ① 取R0 = 200K；R1 = 100K。

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② 取R0 = 200K；R1 = 200K。 装 2、积分环节 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取R0 = 200K；C = 1uF。

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订 线 ② 取R0 = 200K；C = 2uF。 3、比例积分环节 装 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取R0 = R1 = 200K；C = 1uF。 订 线 ② 取R0=R1=200K；C=2uF。

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4、惯性环节 装 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取R0=R1=200K；C=1uF。 ② 取R0=R1=200K；C=2uF。

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订 线 5、比例微分环节 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取R0 = R2 = 100K，R3 = 10K，C = 1uF；R1 = 100K。 装 ② 取R0=R2=100K，R3=10K，C=1uF；R1=200K。

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订 线 6、比例积分微分环节 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取R2 = R3 = 10K，R0 = 100K， C1 = C2 = 1uF；R1 = 100K。 装 ② 取R2 = R3 = 10K，R0 = 100K，C1 = C2 = 1uF；R1 = 200K。 订 线 五、内容步骤 1. 按1.1.3 节中所列举的比例环节的模拟电路图将线接好。检查无误后开启设备电源。 2. 将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均 设置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频

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电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为1V，周期为10s 左右。 3. 将2 中的方波信号加至环节的输入端Ui，用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别监测 模拟电路的输入Ui 端和输出U0 端，观测输出端的实际响应曲线U0(t)，记录实验波形及结果。 4. 改变几组参数，重新观测结果。 5. 用同样的方法分别搭接积分环节、比例积分环节、比例微分环节、惯性环节和比例积分 微分环节的模拟电路图。观测这些环节对阶跃信号的实际响应曲线，分别记录实验波形及结果。 六、数据处理 装 订 线

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比例环节 装 订积分环节 线 10

比例积分环节 装 惯性环节

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订 线 比例微分环节 装 比例积分微分环节 订 线

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七、分析讨论 通过这次自动控制理论的实验，了解了典型环节的时域响应电路，图形与动态响应，掌握了TD-ACC+实验 系统的使用。更加了解了比例环节，积分环节，比例积分环节，惯性环节，比例微分环节，比例积分微分环节各 自的特点，并且对时域分析法有了一定的认知，感觉它不像原来那么抽象无法理解了。在时间域内研究控制系统 在各种典型信号的作用下系统响应（或输出）随时间变化规律真的是件有趣的事情。因为它是直接在时间域中对 系统进行分析的方法，所以比较直观、准确，并且可以提供系统响应的全部信息。 比例环节特点：比例环节的特点是，其输出不失真、不延迟、成比例的复现输入信号的变化，即信号的传递 没有惯性。 积分环节特点：输出量取决于输入量对时间的积累过程。输入量作用一段时间后，即使输入量变为零，输出 装 量仍将保持在已达到的数值，故有记忆功能；另一个特点是有明显的滞后作用。 惯性环节可以近似为比例环节和积分环节。 惯性环节当电阻电容并联中的电容值很小时，相当于只并联一个电阻，时间常数很小，输出信号与输入信号 的延迟很小，可以近似为比例环节。 当电阻电容并联中的电阻很大时，相当于只并联一个电容，时间常数很大， 输出信号曲线可以近似为积分环节。 订 线 这次试验仅仅是个开始，在以后的试验中会和其他方法进对比，以发散的思维研究周围的事物，这大概就是试验 的精髓吧。 13