反饋系統(tǒng)自激振蕩

一、實驗目的
1.了解反饋系統(tǒng)的構(gòu)成；
2.理解系統(tǒng)S 平面分析；
二、實驗設備
1．TKSS-D 型 信號與系統(tǒng)實驗箱
2．雙蹤慢掃描示波器1 臺。
三、實驗內(nèi)容
1.畫出圖7-1 所示系統(tǒng)的模擬電路圖，并確定相應的參數(shù)值。
2.用示波器觀測系統(tǒng)在K>12 時的穩(wěn)定輸出波形，由實驗測得輸出量振蕩的頻率ω值，并與理論計算值進行比較。
3.用示波器觀測在K＝12 時系統(tǒng)的輸出波形。
四、實驗原理
自激振蕩器就是一個反饋控制系統(tǒng)。如果該系統(tǒng)的閉環(huán)極點有位于S 右半平面上的一對共軛極點，則其沖激響應將產(chǎn)生幅值按指數(shù)增長的正弦波。從理論上講，振蕩的幅值將無限地增大。然而由于系內(nèi)部元件的非線性作用，增長的振蕩引起系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)自動改變，從而使位于S 右半平面上的共軛極點最終移至jω軸上，正弦波振前就呈等幅而穩(wěn)定下來。
本實驗的系統(tǒng)是一個三階的負反饋系統(tǒng)，它的方塊圖如圖7-1 所示。

其中可變參量是增益K，該系統(tǒng)的根軌跡如圖7-2 所示。由計算可知，當K＝12 時，
根軌跡與虛軸相交，對應的ω＝。當K<12 時，閉環(huán)在S 平面的右方有一對共軛復根。
五、實驗步驟
1. 利用實驗箱上運放單元“4”、“1”、“2”中相關的元件組成反饋系統(tǒng)自激振蕩模擬
電路。調(diào)節(jié)電位器，用示波器觀察輸出波形。
六、實驗報告
1.設計相應的實驗原理圖。
2.記錄K>12 時的波形。
七、實驗思考題
1.K＝12 時，系統(tǒng)能否產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩波形。
2.當K<12 時，系統(tǒng)的輸出應呈發(fā)散形式，為什么最終輸出波形在ω＝ 的頻率出現(xiàn)等幅振蕩。
八、實驗參考電路