气动量仪自动校对原理与仿真实验

气动测量原理

气动量仪由来、测量原理及其应用 气动测量技术就是通过空气流量和压力来测量工件尺寸的技术。为了实现精密测量，气动量仪利用了这样一个物理原理：流量和压力都与间隙的大小成比例关系，同时压力和流量相互之间成 反比例关系。 调压后的空气流通过调节阀——针阀、或镶有红宝石阻尼孔的调节阀 等，——然后到达喷嘴处，如果喷嘴孔是对着大气时，最大流量通过喷嘴 孔，此时在调节阀同喷嘴之间存在一个最小压力，我们称之为“背压”。 当我们使一障碍物从远至近靠近喷嘴孔时，喷出的空气流量就会因之 而逐渐减少，同时背压值升高，喷嘴孔被完全挡住后，流量将为零，背压 值将同调压阀的 出口压力值相等。在这个例子里，空气流量从最大变到最小，背压则 与之相反，从最小到最大。 这个变化过程可以从流量—间隙、压力—间隙的曲线图中看出，除了 压力和流量的初始和饱和阶段，这两条线段的其它部分都是直线，正是这 种线形关系，奠定了气动量仪的测量基础。 这就是说，当流量增大或减小时，我们可以准确测量喷嘴孔与障碍物之间的间隙的变化，也就是测头到被测零件表面的间隙的变化，同样的，背压增大表明了测头喷嘴与工件间间隙值。 气动量仪发展简史 从第一台气动量仪诞生到现在已经有六十多年。世界历史上的第一 台气动量仪，是第二次世界大战后，由法国的汽化器公司为了测量他们 的汽化器喷射口而制造的，它是一台背压型气动量仪。 这种气动量仪由一个简单空气调节系统与一个灌满水带有刻度的管 子（指示器）联接组成。当时的设计采用了那个时代最简单的调压阀， 前一个调节阀将空气流的压力调节到一个适当的值，然后空气流经过一 个三通的“T”型管，“T”型管的竖直部分开口并且被浸在水中，多余 的空气就通过这个通道变成气泡回到大气中。第二个调节阀用于零位调 节，而通过其后与水箱底部相通的压力示管的水面高度，操作人员就可 以读出气动测头与第二个调节阀之间的背压变化，测量出工件表面到测头喷嘴之间的距离。 测量时，气动塞规被插入到化油器喷嘴孔中。如果化油器喷嘴孔越大，用于置换的空气就越多，刻度管中的水被部分的置换。当背压反映刻度管中水平位置时，气动塞规气孔与工件之间的间距也就被指示出来。 这样，该公司就建立了一套标准的背压读数，并通过筛选“合格的”零部件、记录其精确的背压读数，使之与化油器喷嘴孔的尺寸相符。一旦此标准成立，一套相应的背压测量法将会作用于另外的生产部件上以此判断其是否在合理的公差范围内。然后通过与原始背压标准的比较，判定出化油器喷嘴孔的合格与否。 1943年，一批于二战期间从纳粹集中营中逃出来的流亡中的法国工程师们为这个简单的背压系统申请了专利，用表盘读数，并将它与重新开发的空气调节系统结合使用，消除了之前以水为介质的测量方法中的蒸发影响。就这样，气动量仪—在流亡中—诞生了。 今天的气动量仪主要有四种系统：背压泄流系统、背压系统、差分系统、和流量系统。 每一种系统有其独特的性能特点，运用于合适的环境中，将能实现准确、高效的测量，还能对测量工具的磨损等变化进行补偿。另外，气电放大、数据收集/处理等技术将气动量仪的测量分辨率提高到了百万分之一英寸的水平，同时还实现了测量数据同打印机、计算机等设备的传输，使得测量数据的统计分析和处理成为可能。 标定规：单vs 双标定规系统 尽管相关气动测量系统且不只是气动系统方式的使用越来越多，我们仍有必要讨论一下用“单标定规”还是“双标定规”的区别。对于任何形式的气动量仪来说，工程师或操作者所选择的标定规是十分关键的，将影响其整个气动测量系统的精确度。 简而言之，标定规就是标定一套气动测量系统或任何相关测量系统的物理标准。为确保其精度，标定规的实际尺寸通常由超高精密的比较仪，用鉴定过的高等级量块来检定。 单标定规系统既只用一个单标定规来标定量仪放大器或显示器，用于指示工件名义尺寸或公差值的零位。 对于双标定规系统，工件公差的最大和最小尺寸可以分别由两个标定规来标定。但是对于单标定规系统，对超出工件公差带范围外的测量，单标定规系统则没有相应的标定规进行比对。这样，操作者必须依赖显示器的直线性，显示器可以将实际尺寸间在差异准确无误地转换成正确定的读数。但是如果选用单标定系统的话，一旦显示器的直线性有偏差，则将产生不正确的测量值。这种情况特别容易出现在接近公差带边缘的工件加工中。 如果显示器不能将背压值转换成准确读数的话，再好的气动测量系统也不能准确显示出工件尺寸。因此一套好的气动测量系统在于是否拥有双标定规系统。 气动测量系统的分类

《自动控制原理》

《自动控制原理》 实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 时段： 成绩： 工学院自动化系

实验一 典型环节的 MATLAB仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G200 , 100 2 ) ( 2 1 1 2 1 2= = - = - = - = 其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ①比例环节1 ) ( 1 = s G和2 ) ( 1 = s G； ②惯性环节 1 1 ) ( 1+ = s s G和 1 5.0 1 ) ( 2+ = s s G ③积分环节 s s G1 ) ( 1 = ④微分环节s s G= ) ( 1 ⑤比例+微分环节（PD）2 ) ( 1 + =s s G和1 ) ( 2 + =s s G ⑥比例+积分环节（PI） s s G1 1 ) ( 1 + =和s s G21 1 ) ( 2 + = 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK图形

① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节

移动通信原理课程设计-实验报告-

电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室 实验报告 课程名称移动通信原理 实验内容无线信道特性分析； BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析； SIMO系统性能仿真分析 课程教师胡苏 成员姓名成员学号成员分工 独立完成必做题第二题，参与选做题SIMO仿 真中的最大比值合并模型设计 参与选做题SIMO仿真中的 等增益合并模型设计 独立完成必做题第一题 参与选做题SIMO仿真中的 选择合并模型设计

1，必做题目 1.1无线信道特性分析 1.1.1实验目的 1)了解无线信道各种衰落特性； 2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义； 3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。 1.1.2实验内容 1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰 落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：

1.1.3实验仿真 (1)实验框图 （2）图表及说明 图一：Before Rayleigh Fading1 #上图为QPSK相位图，由图可以看出2比特码元有四种。

图二：After Rayleigh Fading #从上图可以看出，信号通过瑞利信道后，满足瑞利分布，相位和幅度发生随机变化，所以图三中的相位不是集中在四点，而是在四个点附近随机分布。 图三：Impulse Response #从冲激响应的图可以看出相位在时间上发生了偏移。

自动控制原理实验

自动控制原理实验 实验报告 实验三闭环电压控制系统研究 学号姓名 时间2014年10月21日 评定成绩审阅教师

实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、预习与回答： （1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？ 答：负反馈闭环，不是单纯的加减问题，它是通过增量法实现的，具体如下： 1.系统开环； 2.输入一个增或减的变化量； 3.相应的，反馈变化量会有增减； 4.若增大，也增大，则需用减法器； 5.若增大，减小，则需用加法器，即。 （2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？ 答：闭环更接近。因为在开环系统下出现扰动时，系统前部分不会产生变化。故而系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，也就会与2V相去甚远。 但在闭环系统下出现扰动时，由于有反馈的存在，扰动产生的影响会被反馈到输入端，系统就从输入部分产生了调整，经过调整后的电压值会与2V相差更小些。 因此，闭环的电压值更接近2V。 （3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？ 答：应当是系统的整体框架及误差调节部分。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。

气动量仪的保养与调整.doc

我们在保养气动量仪测头系统时，一定要注意以下 6 点： 1.不准用手触摸测头和校正规的工作表面，以免引起生锈。 2.使用期间，要把测头放在适当的地方，如工具柜的台面上或 机床不动部分的木垫板上，不要放在机床刀架上或机床导轨上， 以免造成损坏。 3.要定期进行外部检查，看有没有损伤、锈蚀或变形。一旦发现 测头和校正规开始生锈，应及时放进汽油内浸泡一段时间，再取出仔细擦干净，并涂上防锈油。 4.不要把两个校正规的工作表面配合在一起保存，更不得把测 头放在校正规里面，否则两个工作表面会相互胶合，加外力分开时会受到不必要的损伤。 5.测头和校正规使用完毕，要用清洁的棉纱或软布擦干净，放 在专用的盒子里面，然后收存到工具柜里；如果天气潮湿或隔一段时间才能使用时，擦干净后在涂上一层无酸凡士林或防锈油。 6.保管测头和校正规的地方必须干燥。 1、气动测头和气动量仪是分开的，因而适当加长连接管的长度， 可以利便地丈量大型、重型工件上的某个部位的尺寸，还能合用于如高温、放射性等苛刻前提下的丈量。

2、操纵简朴，不乱性好，倍率和位移的漂移甚小，使用寿 命较长。 3、倍率高，一般可以达到几千倍至几万倍。刻度距离大， 指示清楚，读数利便，合用于精密丈量。 4、可以实现非接触丈量，不会划伤工件表面，丈量力很小，仅为～ 1N。 5、气动丈量属于相对丈量，只要相应地进步尺度件的精度，气动量仪就可以获得很高的丈量精度。 气动量仪使用注意事项 净化气源是确保气动量仪正常使用的最重要条件，所以应该 在量仪所带过滤器之前再加上容量更大些的过滤装置，并经常放水和更换、清洗过滤元件 ; 另外，还应注意气源压力不要低于 ;避免将量仪放在太阳直射的地方和温度变化很大的地方 ;注意及时更换塑料管 ;在关闭进 气阀后又重新打开时，应用标准件重新校对一次零位和倍率 ;在量仪的有效示值范围选择量仪 ;测头的测量间隙不得大于最大测量间隙

自动控制原理MATLAB仿真实验报告

实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？ 3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为：) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

《移动通信原理与应用》仿真实验报告格式 (2)

重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告 专业：通信工程专业10级 学号： 姓名： 实验所属课程：移动通信原理与应用 实验室(中心)：软件与通信实验中心 指导教师：李益才 2013年3月

一、题目 扩频通信系统仿真实验 二、仿真要求（以下两种要求满足其中一种即可） 要求一：扩频通信系统的多用户数据传输 ①传输的数据随机产生，要求采用频带传输（DBPSK调制）； ②扩频码要求采用周期为63（或127）的m序列； ③仿真从基站发送数据到三个不同的用户，各不同用户分别进行数据接收； ④设计三种不同的功率延迟分布，从基站到达三个不同的用户分别经过多径衰落（路径数分别为2，3，4）； ⑤三个用户接收端分别解出各自的数据并与发送前的数据进行差错比较。 要求二：利用蒙特卡罗仿真方法对扩频增益进行性能仿真 设计仿真方案，得到在数据传输过程中进行扩频（扩频序列用m序列）和不进行扩频的BER性能结论，要求得到的BER曲线较为平滑，并说明这种结论与理论上的结论是否相符，为什么？ 三、仿真方案详细设计 扩频通信的信号带宽与信息带宽之比则高达100～1000，属于宽带通信。信号的频带宽度与其脉冲宽度近似成反比;如果很窄的脉冲序列被所传信息调制，则可产生很宽频带的信号，这种很窄的脉冲码序列(其码速率是很高的)可作为扩频码序列。在扩频通信中接收端用与发送端完全相同的扩频码序列与收到的扩

频信号进行相关解扩，恢复所传信息。 DSSS: 直扩系统的特点主要有以下几个方面： (1) 具有较强的抗干扰能力。扩频系统通过相关接收，将干扰功率扩展到很宽的频带上去，使进入信号频带内的干扰功率大大降低，提高了解调器输入端的信干比，从而提高了系统的抗干扰能力，这种能力的大小与处理增益成正比。 (2) 具有很强的隐蔽性和抗侦察、抗窃听、抗测向的能力。扩频信号的谱密度很低，可使信号淹没在噪声之中，不易被敌方截获、侦察、测向和窃听。直扩系统可在-15～-10dB乃至更低的信噪比条件下工作。 (3)具有选址能力，可实现码分多址。扩频系统本来就是一种码分多址通信系统。用不同的码可以组成不同的网，组网能力强，其频谱利用率并不因占用的频带扩展而降低。采用多址通信后，频带利用率反而比单频单波系统的频带利用率高。 (4) 抗衰落，特别是抗频率选择性能好。直扩信号的频谱很宽，一小部分衰落对整个信号的影响不大。 5.抗多径干扰。直扩系统有较强的抗多径干扰的能力，多径信号到达接收端，由于利用了伪随机码的相关特性，只要多径时延超过伪随机码的一个切普(chip)，则通过相关处理后，可消除这种多径干扰的影响，甚至可以利用这些多径干扰

自动控制原理MATLAB仿真实验

传递函数及方框图的建立（典型环节） 一、实验目的 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、SIMULINK 的使用 MATLAB 中SIMULINK 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK 功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。 1．运行MATLAB 软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink 命令，按Enter 键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK 仿真环境下。 2．选择File 菜单下New 下的Model 命令，新建一个simulink 仿真环境常规模板。 3．在simulink 仿真环境下，创建所需要的系统。 以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下: 1）进入线性系统模块库，构建传递函数。点击simulink 下的“Continuous ”，再将右边窗口中“Transfer Fen ”的图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口。 2）改变模块参数。在simulink 仿真环境“untitled ”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK ，即完成该模块的设置。 3）建立其它传递函数模块。按照上述方法，在不同的simulink 的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。例:比例环节用“Math ”右边窗口“Gain ”的图标。 4）选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simulink 下的“Source ”，将右边窗口中“Step ”图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。 5）选择输出方式。用鼠标点击simulink 下的“Sinks ”，就进入输出方式模块库，通常选用“Scope ”的示波器图标，将其用左键拖至新建的“untitled ”窗口。 6）选择反馈形式。为了形成闭环反馈系统，需选择“Math ” 模块库右边窗口“Sum ”图1-1 SIMULINK 仿真界面 图1-2 系统方框图

移动通信原理的实验报告范文

移动通信原理的实验报告范文 一、实验目的 1、掌握用数字环提取位同步信号的原理及对信息代码的要求。 2、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。 二、实验内容 1、观察数字环的失锁状态和锁定状态。 2、观察数字环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差的关系。 3、观察数字环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。 三、实验器材 1、移动通信原理实验箱 2、20M双踪示波器 一台一台 四、实验步骤 1、安装好发射天线和接收天线。 2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下开关POWER301、POWER302、POWER401和POWER402，对应的发光二极管LED301、LED302、LED401和LED402发光，CDMA系统的发射机和接收机均开始工作。

3、发射机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“扩频”均拨下，“编码”拨上，接收机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“跟踪”均拨下，“调制信号输入”和“解码”拨上。此时系统的信码速率为1Kbit/s，扩频码速率为 100Kbit/s。将“第一路”连接，“第二路”断开，这时发射机发射的是第一路信号。将拨码开关“GOLD3置位”拨为与“GOLD1置位”一致。 4、根据实验四中步骤8～11的方法，调节“捕获”和“跟踪”旋钮，使接收机与发送机GOLD码完全一致。 5、根据实验五中步骤6～7的方法，调节“频率调节”旋钮，恢复出相干载波。 6、用示波器双踪同时观察“整形前”和“整形电平”，并将双通道置于直流耦合，零电平、电压设为一致。调节“整形”旋钮，使整形电平置于“整形前”波形上部凸出部分。用示波器观察“整形后”的波形，并与“整形前”比较，如完全相同，则整形电平调节正确。 7、用示波器观察接收机“BS”信号，该点即为接收机恢复出的位同步信号，将其与发射机的“S1-BS”进行比较。 8、改变系统的信码速率，按“发射机复位”和“接收机复位”键，通过与发射机的“S1-BS”对比观察“BS”信号的变化。 9、将“第一路”断开，再连接，通过与发射机的“S1-BS”对比观察接收机“BS”信号的变化。

自动控制原理实验1-6

实验一MATLAB 仿真基础 一、实验目的： （1）熟悉MATLAB 实验环境，掌握MATLAB 命令窗口的基本操作。 （2）掌握MATLAB 建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。 （3）掌握使用MATLAB 命令化简模型基本连接的方法。 （4）学会使用Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 二、实验设备和仪器 1．计算机；2. MATLAB 软件 三、实验原理 函数tf ( ) 来建立控制系统的传递函数模型，用函数printsys ( ) 来输出控制系统的函数，用函数命令zpk ( ) 来建立系统的零极点增益模型，其函数调用格式为：sys = zpk ( z, p, k )零极点模型转换为多项式模型[num , den] = zp2tf ( z, p, k ) 多项式模型转化为零极点模型 [z , p , k] = tf2zp ( num, den ) 两个环节反馈连接后，其等效传递函数可用feedback ( ) 函数求得。 则feedback （）函数调用格式为： sys = feedback （sys1, sys2, sign ） 其中sign 是反馈极性，sign 缺省时，默认为负反馈，sign ＝-1；正反馈时，sign ＝1；单位反馈时，sys2＝1，且不能省略。 四、实验内容： 1.已知系统传递函数，建立传递函数模型 2.已知系统传递函数，建立零极点增益模型 3．将多项式模型转化为零极点模型 1 2s 2s s 3s (s)23++++=G )12()1()76()2(5)(332 2++++++= s s s s s s s s G 12s 2s s 3s (s)23++++= G )12()1()76()2(5)(3322++++++=s s s s s s s s G

气动量仪的保养与调整

我们在保养气动量仪测头系统时，一定要注意以下6点： 1. 不准用手触摸测头和校正规的工作表面，以免引起生锈。 2. 使用期间，要把测头放在适当的地方，如工具柜的台面上或机床不动部分的木垫板上，不要放在机床刀架上或机床导轨上，以免造成损坏。 3.要定期进行外部检查，看有没有损伤、锈蚀或变形。一旦发现测头和校正规开始生锈，应及时放进汽油内浸泡一段时间，再取出仔细擦干净，并涂上防锈油。 4. 不要把两个校正规的工作表面配合在一起保存，更不得把测头放在校正规里面，否则两个工作表面会相互胶合，加外力分开时会受到不必要的损伤。 5. 测头和校正规使用完毕，要用清洁的棉纱或软布擦干净，放在专用的盒子里面，然后收存到工具柜里；如果天气潮湿或隔一段时间才能使用时，擦干净后在涂上一层无酸凡士林或防锈油。 6. 保管测头和校正规的地方必须干燥。 1、气动测头和气动量仪是分开的，因而适当加长连接管的长度，可以利便地丈量大型、重型工件上的某个部位的尺寸，还能合用于如高温、放射性等苛刻前提下的丈量。

2、操纵简朴，不乱性好，倍率和位移的漂移甚小，使用寿命较长。 3、倍率高，一般可以达到几千倍至几万倍。刻度距离大，指示清楚，读数利便，合用于精密丈量。 4、可以实现非接触丈量，不会划伤工件表面，丈量力很小，仅为～1N。 5、气动丈量属于相对丈量，只要相应地进步尺度件的精度，气动量仪就可以获得很高的丈量精度。 净化气源是确保气动量仪正常使用的最重要条件，所以应该在量仪所带过滤器之前再加上容量更大些的过滤装置，并经常放水和更换、清洗过滤元件; 另外，还应注意气源压力不要低于;避免将量仪放在太阳直射的地方和温度变化很大的地方;注意及时更换塑料管;在关闭进气阀后又重新打开时，应用标准件重新校对一次零位和倍率;在量仪的有效示值范围选择量仪;测头的测量间隙不得大于最大测量间隙

自动控制原理实验1-6

实验一 MATLAB 仿真基础 、实验目的: (1) 熟悉MATLAB 实验环境，掌握MATLAB 命令窗口的基本操作。 (2) 掌握MATLAB 建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。 (3) 掌握使用MATLAB 命令化简模型基本连接的方法。 (4) 学会使用Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 二、实验设备和仪器 1 ?计算机；2. MATLAB 软件 三、实验原理 函数tf ()来建立控制系统的传递函数模型，用函数printsys ()来输出控制系 统的函数，用函数命令zpk ()来建立系统的零极点增益模型，其函数调用格式 为：sys = zpk ( z, p, k 零极点模型转换为多项式模型[num , den] = zp2tf ( z, p, k ) 多项式模型转化为零极点模型 [z , p , k] = tf2zp ( num, den ) 两个环节反馈连接后，其等效传递函数可用 feedback ()函数求得。 则 feedback ()函数调用格式为： sys = feedback (sysl, sys2, sigh 其中sign 是反馈极性，sign 缺省时，默认为负反馈，sign = -1；正反馈时, sig n = 1;单位反馈时，sys2= 1，且不能省略。 四、实验内容： 1. 已知系统传递函数，建立传递函数模型 2 2 5(s 2) (s 6s 7) 3 3 s(s 1) (s 2s 1) 2. 已知系统传递函数，建立零极点增益模型 s 3 飞 2~ s 2s 2s 1 3 ?将多项式模型转化为零极点模型 5(s 2)2(s 2 6s 7) G(s) s 3 s 3 2s 2 2s 1 G(s) G(s)

自动控制原理MATLAB仿真实验

自动控制原理MATLAB仿真实验 实验一典型环节的MATLAB仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、SIMULINK的使用 MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。 1．运行MATLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令，按Enter 键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。 2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。 图1-1 SIMULINK仿真界面图1-2 系统方框图

3．在simulink 仿真环境下，创建所需要的系统。 以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下: 1）进入线性系统模块库，构建传递函数。点击simulink 下的“Continuous ”，再将右边窗口中“Transfer Fen ”的图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口。 2）改变模块参数。在simulink 仿真环境“untitled ”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK ，即完成该模块的设置。 3）建立其它传递函数模块。按照上述方法，在不同的simulink 的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。例:比例环节用“Math ”右边窗口“Gain ”的图标。 4）选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simulink 下的“Source ”，将右边窗口中“Step ”图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。 5）选择输出方式。用鼠标点击simulink 下的“Sinks ”，就进入输出方式模块库，通常选用“Scope ”的示波器图标，将其用左键拖至新建的“untitled ”窗口。 6）选择反馈形式。为了形成闭环反馈系统，需选择“Math ” 模块库右边窗口“Sum ”图标，并用鼠标双击，将其设置为需要的反馈形式（改变正负号）。 7）连接各元件，用鼠标划线，构成闭环传递函数。 8）运行并观察响应曲线。用鼠标单击工具栏中的“”按钮，便能自动运行仿真环境下的系统框图模型。运行完之后用鼠标双击“Scope ”元件，即可看到响应曲线。 三、实验原理 1．比例环节的传递函数为 221211()2100,200Z R G s R K R K Z R =-=-=-== 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。

自动控制原理仿真实验

实验一一阶惯性系统特性仿真分析 1 实验目的：熟悉仿真模块及参数设定方法，研究一阶惯性环节闭环传递函数参数T和K对系统单位阶跃响应性能的影响。 2 实验方法：利用SIMULINK建立系统结构图。见图1。 3 实验内容：按照仿真图要求，从SIMULINK库中取出相应的模块，并连接闭合的系统结构图。闭环传函G(s)=K/(Ts+1),K=1,T=0.2秒，观察阶跃相应曲线。重复改变T 分别为0.5秒、0.8秒观察阶跃相应曲线的变化。计算一阶系统的动态响应指标tr和ts。 4 实验步骤：启动计算机，运行Matlab软件，启动Simulink程序，按照内容要求组装控制系统，做好实验准备。 5 实验结果分析及结论： ①求出一界系统单位阶跃响应函数表达式，计算T=0.2,0.5,0.8时的响应指标tr和ts。 ② T逐渐增大时，上升时间tr和调节时间ts怎样变化？ ③ T逐渐减小时，系统的闭环极点怎样变化？ ④ T一定K增大时，系统的tr和ts怎样变化？闭环极点怎样变化？ ⑤一界系统一定稳定吗？为什么？ ⑥结论。 图1 一阶系统仿真

实验二二阶系统单位阶跃响应仿真分析 1 实验目的：学习利用SIMULINK库中的模块构成二阶系统的方法。分析二界系统的阻尼系数zhita对系统稳定性的影响。 2 实验方法：利用SIMULINK建立系统结构图。见图2。 3 实验内容：选择适当的仿真模块构成上述系统。令Wn=1。别选取zhita=1.5>1(过阻尼)、zhita=1(临界阻尼)、0

自动控制原理实验报告

自动控制原理 实验报告 实验一典型系统的时域响应和稳定性分析 (2) 一、实验目的 (3) 二、实验原理及内容 (3) 三、实验现象分析 (5) 方法一：matlab程序 (5) 方法二：multism仿真 (12)

方法三：simulink仿真 (17) 实验二线性系统的根轨迹分析 (21) 一、确定图3系统的根轨迹的全部特征点和特征线，并绘出根轨迹 (21) 二、根据根轨迹图分析系统的闭环稳定性 (22) 三、如何通过改造根轨迹来改善系统的品质？ (25) 实验三线性系统的频率响应分析 (33) 一、绘制图1. 图3系统的奈氏图和伯德图 (33) 二、分别根据奈氏图和伯德图分析系统的稳定性 (37) 三、在图4中，任取一可使系统稳定的R值，通过实验法得到对应的伯德图，并据此导 出系统的传递函数 (38) 实验四、磁盘驱动器的读取控制 (41) 一、实验原理 (41) 二、实验内容及步骤 (41) （一）系统的阶跃响应 (41) （二) 系统动态响应、稳态误差以及扰动能力讨论 (45) 1、动态响应 (46) 2、稳态误差和扰动能力 (48) （三）引入速度传感器 (51) 1. 未加速度传感器时系统性能分析 (51) 2、加入速度传感器后的系统性能分析 (59) 五、实验总结 (64) 实验一典型系统的时域响应和稳定性分 析

一、 实验目的 1．研究二阶系统的特征参量（ξ、ωn ）对过渡过程的影响。 2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 3．熟悉Routh 判据，用Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。 二、 实验原理及内容 1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：见图1 图1 (2) 对应的模拟电路图 图2 (3) 理论分析 导出系统开环传递函数，开环增益0 1 T K K = 。 (4) 实验内容 先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。在此实验中(图2)， s 1T 0=， s T 2.01=，R 200 K 1= R 200 K =?

自动控制原理实验报告73809

-150-100 -50 50 实验一 典型环节的模拟研究及阶跃响应分析 1、比例环节 可知比例环节的传递函数为一个常数： 当Kp 分别为0.5，1，2时，输入幅值为1.84的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为0.92，1.84，3.68的反向阶跃信号。实验中，输出信号依次为幅值为0.94，1.88，3.70的反向阶跃信号， 相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%. 在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。 2、 积分环节 积分环节传递函数为： （1）T=0.1(0.033)时，C=1μf (0.33μf )，利用MATLAB ，模拟阶跃信号输入下的输出信号如图： T=0.1 T=0.033 与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍，实际上为8/2.6=3.08，在误差允许范围内可认为满足理论条件。 3、 惯性环节 i f i o R R U U -=TS 1 CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=15 20

惯性环节传递函数为： K = R f /R 1,T = R f C, （1） 保持K = R f /R 1 = 1不变，观测T = 0.1秒，0.01秒（既R 1 = 100K,C = 1μf ， 0.1μf ）时的输出波形。利用matlab 仿真得到理论波形如下： T=0.1时 t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3%,读数误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28， 相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值 较为接近。 T=0.01时 t s （5%）理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为：（40-30）/30=33.3% 由于ts 较小，所以读数时误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28， 相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近 （2） 保持T = R f C = 0.1s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。 K=1时波形即为（1）中T0.1时波形 K=2时，利用matlab 仿真得到如下结果： t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3% 读数误差较大 K 理论值为2，实验值4.30/2.28， 1 TS K )s (R )s (C +-=

自动控制原理实验(全面)

自动控制原理实验 实验一 典型环节的电模拟及其阶跃响应分析 一、实验目的 ⑴ 熟悉典型环节的电模拟方法。 ⑵ 掌握参数变化对动态性能的影响。 二、实验设备 ⑴ CAE2000系统（主要使用模拟机，模/数转换，微机，打印机等）。 ⑵ 数字万用表。 三、实验内容 １．比例环节的模拟及其阶跃响应 微分方程 )()(t Kr t c -= 传递函数 = )(s G ) () (s R s C K -= 负号表示比例器的反相作用。模拟机排题图如图9-1所示，分别求取K=1，K=2时的阶跃响应曲线，并打印曲线。 图9-1 比例环节排题图 图9-2 积分环节排题图 ２．积分环节的模拟及其阶跃响应 微分方程 )() (t r dt t dc T = 传递函数 s K Ts s G ==1)( 模拟机排题图如图9-2所示，分别求取K=1，K=0.5时的阶跃响应曲线，并打印曲线。 ３．一阶惯性环节的模拟及其阶跃响应 微分方程 )()() (t Kr t c dt t dc T =+ 传递函数 1 )(+=TS K S G 模拟机排题图如图３所示，分别求取K=1, T=1; K=1, T=2; K=2, T=2 时的阶跃

响应曲线，并打印曲线。 ４．二阶系统的模拟及其阶跃响应 微分方程 )()() (2)(2 22 t r t c dt t dc T dt t c d T =++ξ 传递函数 121 )(22++=Ts s T s G ξ2 2 2 2n n n s s ωξωω++= 画出二阶环节模拟机排题图，并分别求取打印： ⑴ T=1，ξ=0.1、0.5、1时的阶跃响应曲线。 ⑵ T=2，ξ=0.5 时的阶跃响应曲线。 四、实验步骤 ⑴ 接通电源，用万用表将输入阶跃信号调整为2V 。 ⑵ 调整相应系数器；按排题图接线，不用的放大器切勿断开反馈回路（接线时，阶跃开关处于关断状态）；将输出信号接至数/模转换通道。 ⑶ 检查接线无误后，开启微机、打印机电源；进入CAE2000软件，组态A/D ，运行实时仿真；开启阶跃输入信号开关，显示、打印曲线。 五．实验预习 ⑴ 一、二阶系统的瞬态响应分析；模拟机的原理及使用方法（见本章附录）。 ⑵ 写出预习报告；画出二阶系统的模拟机排题图；在理论上估计各响应曲线。 六．实验报告 ⑴ 将每个环节的实验曲线分别整理在一个坐标系上，曲线起点在坐标原点上。分析各参数变化对其阶跃响应的影响，与估计的理论曲线进行比较，不符请分析原因。 ⑵ 由二阶环节的实验曲线求得σ﹪、t s 、t p ，与理论值进行比较，并分析σ﹪、t s 、t p 等和T 、ξ的关系。 实验二 随动系统的开环控制、闭环控制及稳定性 一．实验目的 了解开环控制系统、闭环控制系统的实际结构及工作状态；控制系统稳定的概念以及系统开环比例系数与系统稳定性的关系。 二．实验要求 能按实验内容正确连接实验线路，正确使用实验所用测试仪器，在教师指导下独立

自动控制原理MATLAB仿真实验报告.

自动控制原理实验报告学院电子信息与电气工程学院

实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？ 3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为： ) ()()()(1 )(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,(); ,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

气动量仪测量原理

气动量仪的测量原理是比较测量法。其测量方法是将长度信号转化为气流信号，通过有刻度的玻璃管内的浮标示值，称为浮标式气动测量仪；或通过气电转换器将气信号转换为电信号由发光管组成的光柱示值，称为电子柱式气动测量仪。气动量仪是一种可多台拼装的量仪，它与不同的气动测头搭配，可以实现多种参数的测量。气动量仪由于其本身具备很多优点，所以在机械制造行业得到了广泛的应用。其优点如下： 1、测量项目多，如长度、形状和位置误差等，特别对某些用机械量具和量仪难以解决的测量，例如：测深孔内径、小孔内径、窄槽宽度等，用气动测量比较容易实现。 2、量仪的放大倍数较高，人为误差较小，不会影响测量精度；工作时无机械磨擦，所以没有回程误差。 3、操作方法简单，读数容易，能够进行连续测量，很容易看出各尺寸是否合格。 4、实现测量头与被测表面不直接接触，减少测量力对测量结果的影响，同时避免划伤被测件表面，对薄壁零件和软金属零件的测量尤为适用。 5、由于非接触测量，测量头可以减少磨损，延长使用期限。气动量仪主体和测量头之间采用软管连接，可实现远距离测量。 6、结构简单，工作可靠，调整、使用和维修都十分方便。 可测量项目：内径、外径、槽宽、两孔距、深度、厚度、圆度、锥度、同轴度、直线度、平面度、平行度、垂直度、通气度和密封性。 由气动长度传感器、指示器（表）、空气过滤器和稳压器等组成的长度测量工具。使用气动量仪可以进行不接触测量，测量效率很高。气动量仪适用于在大批量生产中测量内、外尺寸，也可用于测量孔距和轴孔配合间隙。用气动量仪测量时，需要按被测尺寸配以相应的测头（图1 [气动量仪的测头]）。 气动内径测头结构简单,很适宜用于孔径测量。它可以测量直径为1.5毫米的小孔。气动量仪的示值范围较小,一般为±20～±100微米。按示值范围不同，常见的分度值有0.5微米、1微米和2微米等几种。允许误差一般不大于一个分度值。气动量仪主要分为压力式和流量式两类。 压力式气动量仪有差压水柱式、波纹管式（见长度传感器）、薄膜式和膜盒式等。图2 [差压水柱式气动量仪的工作原理]