一种低阶LTI连续系统特性综合性实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，包括依次连接的实验控制模块、便携式多功能实验设备和LTI连续系统仿真模块，其中，所述便携式多功能实验设备包括：激励信号发生器、响应信号采集器和可编程直流电源；所述LTI连续系统仿真模块包括：PCB端子连接器；低阶LTI连续系统特性实验电路，模拟低阶LTI连续系统，基于所述实验激励信号，实现低阶LTI连续系统的特性验证实验；时域信号采集通道选择电路，实现不同观测信号的选择。与现有技术相比，本发明专利技术具有便携式、多功能、接口简单、性价比高等优点，适合用于低阶LTI连续系统特性的课堂示例和课后实验教学，便于学生开展设计性和创新性实验。

A Comprehensive Experimental Device for Low-order LTI Continuous System Characteristics

The invention relates to a comprehensive experimental device for low-order LTI continuous system characteristics, including sequentially connected experimental control module, portable multi-functional experimental device and LTI continuous system simulation module, in which the portable multi-functional experimental device includes an excitation signal generator, a response signal collector and a programmable DC power supply, and the LTI continuous system simulation module includes PCB. Terminal connector; low-order LTI continuous system characteristic experimental circuit, simulation of low-order LTI continuous system, based on the experimental excitation signal, to achieve low-order LTI continuous system characteristic verification experiment; time-domain signal acquisition channel selection circuit, to achieve the choice of different observation signals. Compared with the prior art, the invention has the advantages of portable, multi-function, simple interface and high cost-effective. It is suitable for classroom examples and after-class experimental teaching of low-order LTI continuous system characteristics, and is convenient for students to carry out design and innovative experiments.

【技术实现步骤摘要】
一种低阶LTI连续系统特性综合性实验装置
本专利技术属于实验教学
，尤其是涉及一种低阶LTI连续系统特性综合性实验装置。
技术介绍
线性时不变(LTI)系统是《信号与系统》和《自动控制原理》课程中的学习和研究对象，其中一阶/二阶系统是构成复杂系统的基本单元，无论是实验教学还是工程实践，应用极为普遍，学习一阶/二阶系统的性能分析有助于加强对一般系统特性的理解和掌握，具有重要的实际意义。以二阶系统为例，其数学模型可以用二阶微分方程表示，转换为S域传递函数的标准形式如公式(1)所示：其中，T为时间常数，也称为无阻尼自由振荡周期，ξ为阻尼比，ωn＝1/T为系统的自然频率(无阻尼固有频率)。二阶系统的特征方程可求得极点(特征根)为：由此可知，系统时间响应性能主要取决于阻尼比ξ和自然频率ωn这两个参数：ξ＞1时为过阻尼系统，响应是非振荡衰减的(两个不相等负实数根)；ξ＝1时为临界阻尼系统，响应是临界非振荡过程(两个相等负实数根)；0＜ξ＜1时为欠阻尼系统，响应是振荡衰减的(一对共轭复数根)，此时其衰减振荡的角频率(阻尼振荡频率)阶跃信号输入时的动态指标计算公式如下所列：峰值时间：最大超调量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，包括依次连接的实验控制模块、便携式多功能实验设备和LTI连续系统仿真模块，其中，所述便携式多功能实验设备包括：激励信号发生器，在所述实验控制模块的控制下，产生发送至所述LTI连续系统电路仿真模块的实验激励信号；响应信号采集器，在所述实验控制模块的控制下，采集所述LTI连续系统电路仿真模块的输入端和输出端的实际信号；可编程直流电源，在所述实验控制模块的控制下，向所述LTI连续系统电路仿真模块提供直流工作电源；所述LTI连续系统仿真模块包括：PCB端子连接器，实现与所述便携式多功能实验设备的电气连接；低阶LTI连续系统特性实验电路，模拟低阶...

【技术特征摘要】
1.一种低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，包括依次连接的实验控制模块、便携式多功能实验设备和LTI连续系统仿真模块，其中，所述便携式多功能实验设备包括：激励信号发生器，在所述实验控制模块的控制下，产生发送至所述LTI连续系统电路仿真模块的实验激励信号；响应信号采集器，在所述实验控制模块的控制下，采集所述LTI连续系统电路仿真模块的输入端和输出端的实际信号；可编程直流电源，在所述实验控制模块的控制下，向所述LTI连续系统电路仿真模块提供直流工作电源；所述LTI连续系统仿真模块包括：PCB端子连接器，实现与所述便携式多功能实验设备的电气连接；低阶LTI连续系统特性实验电路，模拟低阶LTI连续系统，基于所述实验激励信号，实现低阶LTI连续系统的特性验证实验；时域信号采集通道选择电路，实现所述低阶LTI连续系统特性实验电路上不同观测信号的选择。2.根据权利要求1所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述激励信号发生器、响应信号采集器和可编程直流电源集成于一便携式设备本体中。3.根据权利要求1所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述便携式多功能实验设备通过USB接口与所述实验控制模块连接。4.根据权利要求1所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述低阶LTI连续系统特性实验电路包括无源RLC低阶系统模拟模块、有源运放低阶系统模拟模块和自定义低阶系统模拟模块，所述无源RLC低阶系统模拟模块、有源运放低阶系统模拟模块和自定义低阶系统模拟模块的输入端和电源端直接与PCB端子连接器连接，输出端通过时域信号采集通道选择电路与PCB端子连接器连接；基于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志明，李蓉艳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31