实验一  典型环节的模拟

一、实验目的

（1）学习典型线性环节的模拟方法

（2）研究电阻和电容对典型线性环节阶跃响应的影响

二、实验设备

（1）XMN-2型学习机；

（2）CAE-USE辅助实验系统

（3）万用表

（4）计算机

三、实验内容

（1）比例环节；

（2）积分环节；

（3）比例积分环节；

（4）比例微分环节；

（5）比例积分微分环节；

（6）一阶惯性环节。

四、实验步骤

（1）模拟比例环节：按照图1-1给出的电路图将连线接通，并按参数选择元件，检查后开始进入采集数据。

参数：Rf=510KΩ；Ri=1MΩ。（提示：Kp=0.51）

（2）积分环节：按照图1-2给出的电路接好线路，并按提示参数选择元件，检查后采集数据。

参数选择：Ri=1MΩ；Cf=1μF。（提示：Ti=1）

 

       图1-1 比例环节接线示意图              图1-2 积分环节接线示意图

（3）比例积分环节：请按照图1-3所给电路图将红色线路接通，并按提供参数选择元件，检查确认后，采集数据。

    

       图1-3 比例积分环节接线示意图          图1-4 比例微分环节接线示意图

参数选择：Rf=1MΩ；Ri=1MΩ；Cf=4.7μF。（提示：Kp=1；Ti=4.7）

（4）比例微分环节：请按图1-4所给电路将或红色线路接通，并按提供参数选择元件，检查后确认，采集数据。

参数选择：R1=R2=Ri=Rf=1MΩ；C=2μF。（提示：Kp=2；Td=3；Tf=2）

（5）比例积分微分环节：请按图1-5所给电路将红色线路接通，并按提供参数选择元件，检查后确认，采集数据。

   

     图1-5 比例积分微分环节接线示意图       图1-6 一阶惯性环节接线示意图

参数选择：Rf=R1=R2=1MΩ；Ri=4MΩ；Cf=C=4.7μF。

（提示：Kp=1；Ti=18.8；Td=3.525；Tf=4.7）

一阶惯性环节：请按图1-6所给电路将红色线路接通，并按提供参数选择元件，检查后确认，采集数据。

参数选择：Rf=Ri=1MΩ；Cf=1μF。（提示：K=1；T=1）

五、数据采集及处理

六、实验报告

1、计算出各典型环节的传递函数

2、画出实验所测量的积分环节、比例积分环节、比例积分微分环节和惯性环节的阶跃响应曲线，并在曲线上标出其相应的时间常数。

七、实验结果参考

 

第二篇：实验报告实例1 实验二 虚拟实验

肇庆学院电子信息与机电工程学院

电路分析基础实验报告

实验二虚拟实验

班级：14通信1班

学号：201424124133

姓名：邓淇允

指导老师：俞亚堃

地点：金工楼

日期：20xx年9月23日

实验二 虚拟实验

一、实验目的

1、初步了解虚拟实验软件Pspice，并学会Pspice的简单使用。

2、通过虚拟实验来验证KVL与KCL。

二、实验仪器与应用软件

PC机一台（WindowsXP操作系统，CPU3.19 GHz, 内存2.96G, 硬盘80G），Pspice电路仿真软件。

三、实验原理

1.基尔霍夫电流定律 (KCL)

在集总参数电路中，任意时刻，对任意结点，流出(或流入)该结点电流的代数和等于零。即：

?i

k?1mk?0 ( 1 )

2.基尔霍夫电压定律 (KVL)

在集总参数电路中，任一时刻，沿任一闭合回路绕行一周，各支路电压的代数和等于零。即：

?u

k?1mk?0 ( 2 )

3.实验原理电路

:

图一 实验原理电路图

四、实验内容

1. 在D盘上建立新文件夹，命名为：14通信1班 邓淇允 33。

2. 打开Pspice软件，点击：开始/程序/DesignLab Eval.8/Schematic，，使计算机出现原理图编辑器界面。

3. 熟悉原理图编辑器各菜单的使用。

File菜单：

New 命令：建立新文件

Save 命令：保存文件

???

Edit菜单：

Cut 命令：剪切

Select all 命令：全选

???

Draw菜单：

Place Part命令：调用元件

Wire命令:绘制导线

Get New Part命令:调用元件浏览库

???

Analysis菜单：

Simulate命令:执行仿真

? ? ?

4.验证KVL和KCL

（1）在原理图编辑器中绘制仿真电路图。

A.点击Draw/Get New Part命令调出元件浏览器，从中取出R，VDC，GND-EARTH元件。然后将各元件按照在原理图中相应的位置上放好,即先进行元件的布局。

B. 点击Draw/Wire命令，进行元件之间的连接。如下图：

图二 电路效果图

C.分别设置元件参数。（进行三次实验，如下三图。）

图三【V1=12V、V2=12V】的电路效果图

图四【V1=9V、V2=12V】的电路效果图

图五 【V1=-10V、V2=6V】的电路效果图

D、将电路图用英文名 Schematic1保存到D盘名为“14通信班 邓淇允33”的文件夹中。

E、仿真。点击Analysis下拉菜单中的simulate命令，对电路进行仿真。 F、点击工具条中的V和I图标，显示出各支路的电流和各节点的电压，如图

图六 V1=12V,V2=12V的电路效果仿真图 、

图七V1=9V,V2=12V的电路效果仿真图

图八V1=-10V,V2=6V的电路效果仿真图

电路仿真结果

注：电压单位：V；电流单位：mA

五、数据处理与分析

数据处理：

将仿真数据按三位有效数据处理填入表2。电压、电流参考方向如上图。

实验分析：

? 根据表2的数据，有

UAB?UA?UB?9.43?6.86?2.57V

? 图一：UBC?UB?UC?6.86?12.0??5.14V （ 3 ）

UAD?UA?UD?9.43?12.0??2.57V

UAB?UA?UB?7.71?6.43?1.28V

? 图二：UBC?UB?UC?6.43?12.0??5.57V

UAD?UA?UD?7.71?9.00??1.29V

UAB?UA?UB?4.43?1.14?3.29V

? 图三：UBC?UB?UC?1.14?6.00??4.86V

UAD?UA?UD?4.43?10.0??5.57V

? 根据表2的支路电流数据,对于节点B，有

图一：I1?I2?I3?2.14?6.43?8.57?0 （ 6 ）

（

4 ） （ 5 ）

图二：I1?I2?I3?1.07?6.96?8.03?0

图三：I1?I3?I2?4.64?1.43?6.07?0

? 据上式的各元件的电压降数据，对于回路Ⅰ、回路Ⅱ和回路Ⅲ，各图有

图一：UAB?UB?12.0?UAD?2.57?6.68?12.0?(?2.57)?0

图二：UAB?UB?12.0?UAD?1.28?6.43?12.0?(?1.29)?0

图三：UAB?UB?10.0?UAD?3.29?1.14?10.0?(?5.57)?0

（ 7 ）

六、结论

由以上对各节点电流分析的结果式（6），流入节点电流的代数和等于0，KCL成立；对各个闭合回路电压降的分析结果式（7），闭合回路电压降的代数和等于0，KVL成立（若存在误差，则是由于保留三位有效数据造成）。