自控实验报告自动控制原理黑箱建模实验报告Lab2.利用实验数据建立模型内容：以已建立的数学模型作为被控对象，对其施加测试信号，根据其输出响应数据，建立它的数学模型。目标：学习利用实验数据建立模型的过程和方法：采样－数据处理－曲线拟合－模型验证－误差分析。鼓励通过查找资料，掌握黑箱建模的几种方法。要求：以小组为单位进行。给定初始条件，使系统达到某平衡点（模拟实际运行情况）。施加输入信号，记录其输出响应曲线（信号形式选择）。根据输出响应曲线，决定它的数学模型（选择建模方法）。与原系统做比较（模型验证），给出模型精度（误差分析）。撰写实验报告。一，采样二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试（1）系统模拟运算电路图及电阻电容值其传递函数为：令ωn=1弧度/秒，则系统结构如图1-2所示：图1-2根据结构图，建立的二阶系统模拟线路如图所示：二，数据处理图1-1：则ζ取不同的值ζ=0.25,ζ=0.5,ζ=1。（2）实验数据表格（取5%误差带）ζ0.250.50.81.0R42M1M625K500KC21μf1μf1μf1μfσ%实测45.316.80.0200σ%理论44.516.50.0150Ts实测13.87.14.423.47Ts理论14.07.04.373.50实验结论：1.二阶系统超调量随阻尼比ζ增大而减小。当ζ=1时超调量为零。2.调节时间Ts随阻尼比ζ增大而减小。实验数据与理论数据较吻合。初始化拟图：ζ总体模拟曲线图：（3）系统阶跃响应曲线1.ζ=0.252.ζ=0.53.ζ=0.84.ζ=1.0三，曲线拟合四，计算方差：S^2=(0.02*0.02+0.01*0.01+0.05*0.05+0.03*0.03)/4=0.000975五、实验总结及误差分析1、本实验的误差来源主要有：（1）搭建电路时用万用表测量并选择需要电阻时产生误差，使系统的参数变化导致实验结果变化。（2）储能元件放电时不够充分也可能引起误差。（3）导线有电阻，电容，运算放大器不是常值，导致系统存在小幅度波动（4）系统存在外界干扰（5）数据的采集和读取存在误差结论：二阶系统在阻尼比小于0.8时，实测超调量和调节时间与理论结果基本吻合。在阻尼比大于0.8时，实验中阻尼比大于1时，二阶系统可以近似看做一阶系统来处理，没有超调量。2、本次实验是第二次自控原理的实验。初步学习了在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。并对二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系有了更加深刻的理解。