THBDC-1实验平台：探索典型线性环节与非线性控制

《自动控制原理》实验指导书是一份详细的教学资料，旨在帮助学生通过实践操作理解和掌握自动控制的基本理论。本实验指导涵盖了多个关键环节和主题，包括： 1. 典型线性环节的暂态特性 实验目的是让学生熟悉THBDC-1型控制理论计算机控制技术实验平台，学会使用上位机软件，以及理解比例（P）环节和积分（I）环节的电路模型。实验中，通过设计不同比例系数（如K=1和2）的比例环节，学生可以观察参数变化对输出响应的影响，同时通过调整积分时间常数（例如T=1s）来探索积分环节的动态特性。 2. 二阶系统阶跃响应 学生将学习如何测量和分析二阶系统在阶跃输入下的响应，这有助于他们理解系统响应的快速衰减和振荡特性。 3. 线性系统稳定性研究 通过实验，学生将检验系统的稳定性边界，这对于确保控制系统的可靠性和鲁棒性至关重要。 4. 稳态误差研究 在这一实验中，学生会探讨如何通过校正设计来优化线性系统，减少稳态误差，提升控制精度。 5. 控制系统校正（设计性实验） 这是一个更具挑战性的部分，涉及系统设计和优化，通过实验来调整控制器参数，提高系统性能。 6. 非线性环节静态特性 非线性环节的特性研究让学生接触更复杂的控制问题，通过静态特性分析，理解非线性效应和补偿方法。 7. 非线性系统的描述函数法 该实验介绍一种处理非线性系统的方法，通过描述函数来分析系统行为，增强学生对非线性控制理论的理解。 8. 采样控制系统分析 学习采样技术在实际控制系统中的应用，包括采样周期的选择和对系统性能的影响。 9. 选作实验 提供了两个实际控制系统的设计项目，如单闭环温度恒值控制系统和单容水箱液位定值控制系统，让学生将理论知识应用于实际情境中，锻炼系统集成和调试能力。 这些实验不仅强调理论知识的应用，也注重实验技能的培养，使学生能在实践中深化对自动控制原理的理解。通过反复试验和数据比较，他们能够建立起对动态过程控制的直观认识，为未来在自动化领域的工作打下坚实基础。