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一、二阶系统的电子模拟及阶跃响应的动态分析
一、实验目的
1．学习典型环节的电子模拟方法及在电子模拟器上建立数学模型的方法。
2．学习时域响应的测试方法，树立时域的概念。
3．明确一、二阶系统的阶跃响应及其性能域结构参数的关系。
二、实验内容
1．建立一阶系统的电子模型，观察并测量不同时间常数T的阶跃响应及性能指标调节时间ts。
2．建立二阶系统的电子模型，观察并测量不同阻尼比ξ时的阶跃响应及性能指标调节时间ts超调量δ%。
三、实验的原理与方法
1．一阶系统
微分方程(Ts+1)Uc-Ur
传递函数
其模拟运算电路如下图所示。
由图所示
取R1=R2
则K=1，Ts=R2C
选取不同的电阻值，使T分别为0.1s、0.2s、0.5s、1s时，观测并记录阶跃响应，计算调节时间ts。
2．二阶系统
传递函数
当ωn=1(rad/s)时，系统的动态结构如下图(b)所示。
根据动态结构图画出模拟运算电路下图。
若取R2C2=1，R3C3=1
则
为观测不同阻尼比对二阶系统的影响，可以选配不同的电阻电容值使阻尼比ξ分别为0.1、0.5、0.7、1。
观察并记录响应曲线、测量H向应性能指标调节时问ts、超调量σ%。
四、实验设备及元器件
电子模拟器一台
超低频双线长余辉示波器一台
双线笔录仪一台(非必备设备)
直流稳压电源一台
三用表一台
元器件 电容 1μF 2.2μF 4.7μF 6.8μF 10μF
可变电阻 100kΩ 470kΩ
接插件导线接线柱鱼形夹等
一只压电晶体的电容为Ca=1000pF，电荷灵敏度为Sq=2.5pC/N；电缆电容为Cc=3000pF；示波器的输入阻抗为1MΩ，输入电容为50pF。
A.产品说明书，其中必须包括标准所规定的技术指标
B.产品放射防护合作证书
C.用户手册，其中必须包括安全操作和放射防护须知
D.以上均是
A.测量冲击全波峰值的总不确定度为±5%范围内
B.当截断时间时0.5μs≤TC
C.当截断时间TC≥2μs时，测量冲击电压截波的总不确定度在±4%范围内
D.测量冲击波形时间参数的总不确定度在±15%范围内
工作物质的能级系统如下图(b)所示。单位体积中自基态能级0→能级2的激励速率是R2，能级1的寿命极短，以至于该能级的粒子数密度n1≈0，能级2的寿命是τ2。今有一宽为T(T＞τ2)，光强为I，频率与能级2-能级1跃迁中心频率相应的矩形脉冲光照射该工作物质。观察者用光探测器检测其侧荧光并用示波器记录荧光波形。入射光脉冲及荧光波形图如图(a)所示，S0与S1分别为无光照及有光照时的侧荧光达到稳态时的光强。
