西北工业大学：《自动控制原理》课程教学资源（实验指导）实验八 典型非线性环节静态特性测试

实验八典型非线性环节静态特性测试 一.实验目的 1.了解和掌握典型非线性环节的原理： 2.分析典型非线性环节的模拟电路，观测典型非线性环节的输出特性。 二.实验内容 1.分析继电特性的模拟电路，观测其输出特性曲线 2.分析饱和特性的模拟电路，观测其输出特性曲线： 3.分析死区特性的模拟电路，观测其输出特性曲线： 4.分析间隙特性的模拟电路，观测其输出特性曲线。 三.实验步骤 在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，也可选用本实验台上的虚拟示波器。 如果选用虚拟示波器，只要运行ACES程序，选择菜单列表中的相应实验项目，再选择 开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验台上的虚拟示波器CH1、 CH2两通道观察被测波形。其体用法参见用户手册中的示波器部分。 1.继电特性 实验中所用到的功能区域： 可调电压输出、虚拟示波器、实验电路A3、实验电路A6。 继电特性的模拟电路如图1-81所示 200 A3 R610 A6 1A6 Uo 图1-81继电特性模拟电路 (1) 设置可调电压输出 将可调电压输出区的“.10V一+10N”端子与实验电路A3的“IN33”端子相 连接，调节可调电压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。 (2)搭建继电特性的模拟电路： A.将实验电路A3的“OUT3”端子与实验电路A6的“N62”端子相连接： B.按照图1-8-1选择拨动开关： 图中：R1可调、R2=100K、R3=200K、R4=10K、RS=10K、R6=10K、D1 D2为4.7V稳压管 将A3的S7、S10,A6的S5、S11拨至开的位置。 (3)连接虚拟示波器：

实验八 典型非线性环节静态特性测试 一．实验目的 1．了解和掌握典型非线性环节的原理； 2．分析典型非线性环节的模拟电路，观测典型非线性环节的输出特性。 二．实验内容 1．分析继电特性的模拟电路，观测其输出特性曲线； 2．分析饱和特性的模拟电路，观测其输出特性曲线； 3．分析死区特性的模拟电路，观测其输出特性曲线； 4．分析间隙特性的模拟电路，观测其输出特性曲线。 三．实验步骤 在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，也可选用本实验台上的虚拟示波器。 如果选用虚拟示波器，只要运行 ACES 程序，选择菜单列表中的相应实验项目，再选择 开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验台上的虚拟示波器 CH1、 CH2 两通道观察被测波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。 1．继电特性 实验中所用到的功能区域： 可调电压输出、虚拟示波器、实验电路 A3、实验电路 A6。 继电特性的模拟电路如图 1-8-1 所示 图 1-8-1 继电特性模拟电路 （1） 设置可调电压输出： 将可调电压输出区的“-10V～+10V”端子与实验电路 A3 的“IN33”端子相 连接，调节可调电压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。 （2） 搭建继电特性的模拟电路： A．将实验电路 A3 的“OUT3”端子与实验电路 A6 的“IN62”端子相连接； B．按照图 1-8-1 选择拨动开关： 图中：R1 可调、R2=100K、R3=200K、R4=10K、R5=10K、R6=10K、D1、 D2 为 4.7V 稳压管 将 A3 的 S7、S10，A6 的 S5、S11 拨至开的位置。 （3） 连接虚拟示波器：

将实验电路A3的“OUT3”与示波器通道CH1相连接，A6的“OUT61 与示波器通道CH2相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为 (4) 调节可调电压输出区的旋钮，记录在示被器屏幕上显现的继电特性曲线。 2.饱和特性 实验中所用到的功能区域 可调电压输出、虚拟示波器、实验电路A3、实验电路A6, 饱和特性的模拟电路如图1-8-2所示 +10W R3200K R710K 43 A6 /AG Uo + 图1-81饱和特性模拟电路 (1)设置可调电压输出： 将可调电压输出区的“10V一+10v”端子与实验电路A3的“IN33”端子相 连接，调节可调电压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。 (2) 搭建饱和特性的拟电路： A.将实验电路A3的“OUT3”端子与实验电路A6的“IN62”端子相连接： B.按照图1-8-2选择拨动开关： 图中：R1可调、R2=100K、R3=200K、R4=50K、R5=100K、R6-10K、R7=10K、 D1、D2为47V稳压管 将A3的S7、S10,A6的S4、S9、S11拨至开的位置 (3)连接虚拟示波器： 将实验电路A3的“OUT3”与示波器通道CH1相连接，A6的“OUT6” 与示波器通道CH2相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为 “5秒” (4)调节可调电压输出区的旋钮，记录在示波器屏幕上显现的饱和特性曲线， 3.死区特性 实验中所用到的功能区域： 可调电压输出、非线性信号、虚拟示波器、实验电路A1。 死区特性的模拟电路如图1-83所示

将实验电路 A3 的“OUT3”与示波器通道 CH1 相连接， A6 的“ OUT6” 与示波器通道 CH2 相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为 “5 秒”。 （4） 调节可调电压输出区的旋钮，记录在示波器屏幕上显现的继电特性曲线。 2．饱和特性 实验中所用到的功能区域： 可调电压输出、虚拟示波器、实验电路 A3、实验电路 A6。 饱和特性的模拟电路如图 1-8-2 所示 图 1-8-1 饱和特性模拟电路 （1） 设置可调电压输出： 将可调电压输出区的“-10V～+10V”端子与实验电路 A3 的“IN33”端子相 连接，调节可调电压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。 （2） 搭建饱和特性的模拟电路： A．将实验电路 A3 的“OUT3”端子与实验电路 A6 的“IN62”端子相连接； B．按照图 1-8-2 选择拨动开关： 图中：R1 可调、R2=100K、R3=200K、R4=50K、R5=100K 、R6=10K、R7=10K、 D1、D2 为 4.7V 稳压管 将 A3 的 S7、S10，A6 的 S4、S9、S11 拨至开的位置。 （3） 连接虚拟示波器： 将实验电路 A3 的“OUT3”与示波器通道 CH1 相连接， A6 的“ OUT6” 与示波器通道 CH2 相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为 “5 秒”。 （4） 调节可调电压输出区的旋钮，记录在示波器屏幕上显现的饱和特性曲线。 3．死区特性 实验中所用到的功能区域： 可调电压输出、非线性信号、虚拟示波器、实验电路 A1。 死区特性的模拟电路如图 1-8-3 所示

+127 R3500K R510K G 图1-83死区特性模拟电路 (1)设置可调电压输出： 将可调电压输出区的“.10V一+1Ov”端子与非线性信号区的输入端子相连接， 将非线性信号区的输出端子与实验电路A1的“IN13”端子相连接，调节可调电 压输出区的旋钮即 可改变输入电压值的大小 (2)搭建死区特性的模拟电路： A.按照图1-83选择拨动开关： 图中：R1可调、R2=50K、R3=50OK、R4=10K、R5=10K 将A1的S7、S11拨至开的位置。 (3) 连接虚拟示波器： 将可调电压输出区的“-10V~+10V”端子与示波器通道CH1相连接，A1 的“OUT1”与示波器通道CH2相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型， 显示时间改为“5秒” (4)调节可调电压输出区的旋钮，记录在示波器屏幕上显现的死区特性曲线。 4.间隙特性 实验中所用到的功能区域： 可调电压输出、非线性信号、虚拟示波器、实验电路A1。 间隙特性的模拟电路如图1-84所示

图 1-8-3 死区特性模拟电路 （1） 设置可调电压输出： 将可调电压输出区的“-10V～+10V”端子与非线性信号区的输入端子相连接， 将非线性信号区的输出端子与实验电路 A1 的“IN13”端子相连接，调节可调电 压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。 （2） 搭建死区特性的模拟电路： A．按照图 1-8-3 选择拨动开关： 图中：R1 可调、R2=50K、R3=500K、R4=10K、R5=10K 将 A1 的 S7、S11 拨至开的位置。 （3） 连接虚拟示波器： 将可调电压输出区的“-10V～+10V”端子与示波器通道 CH1 相连接， A1 的“ OUT1 ”与示波器通道 CH2 相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型， 显示时间改为“5 秒”。 （4） 调节可调电压输出区的旋钮，记录在示波器屏幕上显现的死区特性曲线。 4．间隙特性 实验中所用到的功能区域： 可调电压输出、非线性信号、虚拟示波器、实验电路 A1。 间隙特性的模拟电路如图 1-8-4 所示

+12 R310K /AI vi 图1-84间隙特性模拟电路 (1)设置可调电压输出： 将可调电压输出区的“.1OV一+10v”端子与非线性信号区的输入端子相连接， 将非线性信号区的输出端子与实验电路A1的“I12”端子相连接，调节可调电 压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。 (2) 搭建间隙特性的模拟电路： A.按照图1-83选择拨动开关： 图中：R1可调、R2=10K、R3=10K、C1=1.0uF、C2=1.0uF 将A1的S5、S9拨至开的位置。 (3)连接虚拟示波器： 将可调电压输出区的“10~+10”端子与示波器通道CH1相连接，A1 的“OUT”与示波器通道C2相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型， 显示时间改为“5秒”。 (4)调节可调电压输出区的旋钮，记录在示波器屏幕上显现的间隙特性曲线

图 1-8-4 间隙特性模拟电路 （1） 设置可调电压输出： 将可调电压输出区的“-10V～+10V”端子与非线性信号区的输入端子相连接， 将非线性信号区的输出端子与实验电路 A1 的“IN12”端子相连接，调节可调电 压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。 （2） 搭建间隙特性的模拟电路： A．按照图 1-8-3 选择拨动开关： 图中：R1 可调、R2=10K、R3=10K、C1=1.0uF、C2=1.0uF 将 A1 的 S5、S9 拨至开的位置。 （3） 连接虚拟示波器： 将可调电压输出区的“-10V～+10V”端子与示波器通道 CH1 相连接， A1 的“ OUT1 ”与示波器通道 CH2 相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型， 显示时间改为“5 秒”。 （4） 调节可调电压输出区的旋钮，记录在示波器屏幕上显现的间隙特性曲线

四.实验结果 根据实验结果绘制下列图形： 典型环节非线性 观测的实际特性曲线 继电特性 饱和特性 死区特性 间隙特性

四．实验结果 根据实验结果绘制下列图形： 典型环节非线性 观测的实际特性曲线 继电特性 饱和特性 死区特性 间隙特性