实验报告(2)

y= 0.2909X-0.6000

可以求重量为100g时误差最大为4.7055mv。误差明显增大。

六、思考题

单臂电桥工作时，作为桥臂电阻应变片正负均可，因为单臂电桥对应变计的受力方向没限制，不管应变计受拉还是受压，其阻值都会发生变化，从而使得桥路有电压输出。

实验三 金属箔式应变片――全桥性能实验

一、 实验目的：了解全桥测量电路的优点。

二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。

三、实验原理：全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如图3-1，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出

Uo=KEε 3-1E为电桥电源电压，式3-1表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。

篇三：总实验报告

实验一 过程控制系统建模

作业题目一：

常见的工业过程动态特性的类型有哪几种？通常的模型都有哪些？在Simulink中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线。

(1) 常见的工业过程动态特性的类型有：有自平衡能力的对象和无自平衡能力的对象

(2) 有自平衡能力的对象：单容对象、双容对象和多容对象。

无自平衡能力的对象：单容对象、双容对象和多容对象。

相应模型如下：

单位阶跃响应曲线如下：

作业题目二： 某二阶系统的模型为G(s)??2

s?2??s??nn ，二阶系统的性能主要取决于?，?n

两个参数。试利用Simulink仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响，加深对二阶系统的理解。分别进行下列仿真：

（1）?n?2不变时，?分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线：

（2）??0.8不变时，?n分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线：

实验二 PID控制

建立如下所示Simulink仿真系统图。

利用Simulink仿真软件进行如下实验：

1. 建立如图所示的实验Simulink原理图。

2. 双击原理图中的PID模块，出现参数设定对话框，将PID控制器的积分增益和微分增益改为0，使其具有比例调节功能，对系统进行纯比例控制。如取比例增益Kp=1，得如下响应曲线：

其中黄色为阶跃输入的曲线，红色为输出响应的曲线。可知此时系统无超调，稳态误差大。

3.

进行仿真，观测系统的响应曲线，分析系统性能；然后调整比例增益，观察响应曲

线的变化，分析系统性能的变化。依次取Kp=2、4、6，得曲线如下：

Kp=2：，Kp=4： Kp=6：

可知：当Kp较小的时候，输出的超调量较小，振荡不明显，振荡频率较小，但余差较大，调节时间也较大；当Kp较大时，超调量也增大，振荡加剧，振荡频率增大，余差减小，调节时间也减小。但系统余差始终不为零。

结论：比例环节能降低余差并提高系统速度，且为有差调节。Kp越大，系统的稳态误差越小，调节时间越小，提高了响应的速度，但超调量也越大，振荡加剧，系统稳定性降低。

4. 重复（步骤2,3），将控制器的功能改为比例微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例微分的作用。取Kp=6，并依次取Kd=0.5、1、2、3，得曲线如下：

Kd=0.5：，Kd=1：

Kd=2：， Kd=3：

可知：当Kd较小的时候，输出的超调量较大，振荡频率较大，调节时间也较大；当Kd较大时，超调量减小，振荡频率减小，调节时间也减小。另外，不管Kd取多大，稳态误差都存在，不为零。

结论：微分环节能加快系统的响应速度，降低超调量，并能抑制振荡，改善了系统的动态性能。但微分环节与比例环节均不能使系统的稳态误差为零。

5. 重复（步骤2,3），将控制器的功能改为比例积分控制，观测系统的响应曲线，分析比例积分的作用。取Kp=6，并依次取Ki=0.1、1、3、4，得曲线如下：

Ki=0.1：，Ki=1： Ki=3：，Ki=4：

可知：加入积分环节后，与纯比例环节或比例微分环节相比调节时间增大，但稳态误差为零；随Ki的增大，超调量与调节时间均增大，且当Ki大于一定值时系统变为发散振荡，趋于不稳定。

结论：积分环节能使系统的稳态误差为零，但降低系统的响应速度，降低其稳定性。

6. 重复（步骤2,3），将控制器的功能改为比例积分微分控制，观测系统的响应曲线，