2.2　时域实验分析

实验前先设计控制系统的典型环节实验方案，在NI SC—2075板上搭建模型，测出各典型环节的特性，并与理论结果进行对比分析。

（1）比例环节

实验前先设计一个比例环节，并在NI SC—2075板上搭建完成，对其电子元件参数进行调整。比例环节模拟电路及其传递函数如图2-3所示，可作参考。

比例环节实测实际波形图如图2-4所示。

由于运算放大器反向截止，所以比例环节的负半周没有了。

（2）积分环节

在实验前设计一个积分环节，并在NI SC—2075板上构建完成，对其电子元件参数进行调整。积分环节模拟电路及其传递函数如图2-5所示，可作参考。

积分环节实测实际波形图如图2-6所示。

（3）二阶系统

二阶系统的传递函数为

　　（2-1）

式中　ω_n——无阻尼固有频率；

ξ——阻尼比；

ω_n，ξ——二阶系统的特征参数，它们表明了二阶系统本身固有的与外界无关的特性。

实验电路L—R—C电路如图2-7所示，实验中选择的电感L=22μH，R=220Ω，C=1μF，可通过调整R的不同取值，得出系统在不同阻尼比下（欠阻尼0<ξ<1、临界阻尼ξ=1、过阻尼ξ>1）的响应特性曲线。

在NI公司提供的NI SC—2075板上，用运算放大器等电子元器件搭建一些典型环节及一阶、二阶系统以及其他系统，完成自动控制原理的时域分析。图2-8所示为实测的二阶欠阻尼系统的单位阶跃响应。