创新实验(总结报告1)

创新实验(总结报告1)

渤海大学

学生创新性实验项目总结报告

项目名称项目组组长姓名化学化工学院组长所在院系指导教师姓名化学化工学院指导教师所在院系

填写日期201*年1月10日

选题意义和研究目的。

化学是一门实验性很强的学科，化学实验实验室的仪器设备管理、化学药品管理、实验科研管理、实验开出情况及日常管理等即繁杂又琐碎，随着自动化办公及网络的蓬勃发展，按照国家化学基础课实验教学建设标准要求，因地制宜建立一套完善的针对本校化学实验室的现代化管理方法也日显必然。

将实验室所有的仪器设备、化学药品、科研情况及各学科实验情况等全部放在网络上，特别是大型精密仪器的相关信息，如原子吸收分光光度计、红外分光光度计、紫外分光光度计、气相色谱仪、电位自动滴定仪等仪器的使用范围、操作说明、操作指南以及注意事项等。任课老师、学生可以通过管理系统及时了解实验内容、实验配套所需仪器设备、药品及其所处位置等情况。除此之外，也为领导及工作人员及时了解实验室管理运行情况，了解实验课教学情况，提供第一手资料，为实验室评估提供原始记录和数据，进行教学管理提供了便利。

管理信息系统与校园网的连接，使实验室能及时了解学校设备管理的动态；也能使学校设备管理部门及时了解掌握化学实验室的设备运行使用状态，并为校领导做出全校设备管理决策提供依据。

通过创新实验，取得了以下成效：一、学生创新能力和实践能力有了明显的提高

分成几个小点写。

1、经济时代和信息网络时代的到来，不仅对大学生的创新能力

提出了严峻的挑战，也孕育着大学生创新能力培养的珍贵契机，参加创新实验，提高了我们的创新意识，强化了我们的创新能力，为我们成为新时期要求的高素质人才提供了宝贵的锻炼机会。

2、经济发展与教育的创新是相互推动、相互促进的，大学生创新能力及实践能力的培养与提高，是时代发展的要求，通过创新实验，强化了我们的专业相关知识，加深了对其掌握程度，了解了前沿的学科动态，为后期的就业及创业打下了坚实的理论基础。

3、社会快速发展的今天，没有创新，就会被淘汰，有了新的想法，就要第一时间付诸于行动，将新的创意运用到实践中，让我们在实践的过程中得到锻炼，提高了我们的动手能力，开拓了视野，改善了思维，加强了克服挫折与困难的信心与决心。二、高校化学实验室管理信息系统设计方案

根据校园局域网的设计原则以及实验室的基本情况及具体要求，本着先进性、开放性、可伸展性、安全性、可靠性、可管理性等原则，对实验室的管理系统的设计充分思考与探索，最终确定了管理系统的体系结构。

设计基于网络的高校化学实验室管理信息系统，包括用户管理（管理员、教师、学生）、仪器设备管理（仪器信息查询、仪器操作手册、实验数据库）、化学药品管理（库存药品查询、药品信息、药品采购等）、科研管理（科研档案库、科研信息查询、科研成果展示）、信息管理（信息公告、留言处理等）等方面。三、高校化学实验室管理信息系统内容

实验室管理系统实验室登记仪器设备管理实验管理化学药品管理科研管理公告发布系统维护打印1、实验室登记模块，显示各类精密实验仪器所在实验室位置，及其负责工作人员。

2、仪器设备管理模块，查阅仪器的详细信息，如仪器型号，规格，及其生产厂家及产地。

3、实验管理模块，记录每学期开设的各门实验课程名称、实验教师、上课时间及地点，所用实验室及仪器等，查看教师的课程及实验计划。4、化学药品管理模块，可以查询药品的详细信息，包括药品的名称、规格、单价、单位、库存、存放位置及其消耗情况等。

5、科研管理模块，展示近期已取得的科研成果，及正在着手研究的科研课题的相关信息。

6、公告发布模块，列出实验室相关新闻信息、通知和各项规章制度等信息。

7、系统维护模块，录入和修改系统及实验信息。

3

实验课安排实验安排科科研成果研课题

四、对继续开展创新性实验的建议

随着高校事业的蓬勃发展，招生规模的日益扩大，市场竞争激烈，网络通信信息化的不断推进，采用现代化的网络手段来管理实验室的日常工作，已显现出的它的空前优越性，如何有效的利用现有条件，最大程度地发挥实验室在学校教学、科研研究、社会及仲裁检测中的功效，更好的为社会及人民服务，是我们面临的一个重要问题，选择适当的现代化管理手段及媒介，完善管理制度，争取构建具有一定意义及特色的现代化的实验室网络管理体系。

学生创新实验小组：

扩展阅读：创新性实验总结报告

山东科技大学电工电子实验教学中心

创新性实验研究报告

课程名称：自动控制创新实验

实验项目名称双旋翼飞机控制系统的设计

一、实验摘要本实验针对双旋翼飞机控制系统的设计，通过绘制分析系统根轨迹图，研究线性系统的开环增益K对系统稳定性的影响，并找出使系统稳定时K的范围。观察系统在稳定状态下对单位阶跃输入和单位阶跃扰动的响应，研究系统的动态性能如超调量、调节时间。最后引入前置滤波器来对系统性能加以改善。二、实验目的1.掌握线性系统阶跃响应曲线的测试方法及动态性能指标的测试技术；2.掌握线性系统根轨迹绘制的分析方法；3.研究线性系统的参数（开环增益）对稳定性的影响。4.掌握Matlab和Simulink模拟仿真分析控制系统的性能三、实验场地及仪器、设备和材料：自动控制实验室Pc机一台Matlab软件四、实验内容1、实验原理根轨迹图是开环系统某一参数从零变到无穷时，闭环系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹。根轨迹与系统性能之间有着比较密切的联系，当开环增益从零变到无穷时，若根轨迹不越过虚轴进入s右半平面，则系统是稳定的。否则，系统不稳定。通过劳斯判据可确定根轨迹与虚轴的交点，从而求出系统稳定的K值的范围。超调量和调节时间能够反应系统的动态性能，应尽可能使系统超调量和调节时间变小，来提高系统的动态性能。闭环零点能够使峰值时间减小，使响应速度加快，但会增大超调量。2、实验内容贝尔-波音V-22鱼鹰式倾斜旋翼飞机既是一种普通飞机，又是一种直升机。当飞机起飞和着陆时，其发动机位置可以使直升机垂直起降，而在起飞后又可以将发动机旋转90度，切换到水平位置像普通飞机一样飞行。在直升机模式下的高度控制系统如图1所示。控制器的传递函数为：K(s21.5s0.5)Gc(s)s，飞机动力学模型：1G0(s)(20s1)(10s1)(0.5s1)。要求：(1)概略绘出当控制器增益K变化时的系统根轨迹图，并确定使系统稳定时K的取值范围；(2)K280时，求系统在单位阶跃函数下的响应，并确定系统的超调量和调节时间(2%)；1D(s)r(t)0K280s下的响应；(3)当和时，求单位阶跃扰动(4)在R(s)和第一个求和节点之间添加一个前值滤波，使新计算(2)。D(S)R(S)Gp(s)0.5s21.5s0.5，重Gc(s)G0(s)C(S)图1.V-22鱼鹰式倾斜旋翼机的高度控制系统3、实验步骤一、（1）由概略根轨迹图的绘制法则绘制闭环系统的概略根轨迹图。（2）利用劳斯判据确定使系统稳定时的K值的范围。二、（1）通过实验观测当K=280时，系统在单位阶跃输入下的输出响应曲线。（2）确定超调量和调节时间，分析之。三、（1）观测当K=280，r(t)=0时，系统在单位阶跃扰动N(s)=1/s的输出响应曲线。（2）做简要分析。四、比较增加前置滤波器前后闭环传函的特点及对系统动态性能的影响，分析前置滤波器如何能改善系统动态性能。五、实验结果与分析1、实验现象、数据记录一、(1)绘制系统根轨迹图：系统开环传函G(s)=式中K*=0.01KK(s21.5s0.5)s(20s1)(10s1)(0.5s1)=K*(s0.5)(s1)s(s0.5)(s0.1)(s2)p极点：p1=0,p2=-0.05,3=-0.1,p4=-2零点：z1=-0.5,z2=-11)确定实轴上的根轨迹。实轴上[0-0.05],[-0.1-0.5],[-1-2]必为根轨迹区域。2)确定根轨迹的渐近线。由于n-m=2,故有两条渐近线，交角a=±90°,a=-0.32513)确定分离点。分离点方程为：dd10.05d10.1d12d10.5d11*d=-0.0224)确定与虚轴的交点。闭环特征方程式为：s(s+0.05)(s+0.1)(s+2)+K化简得列劳斯表：(s+0.5)(s+1)=0s42.15s3(0.305K*)s2(0.011.5K*)s0.5K*0**s4s3210.305+K0.5K2.150.01+1.5K0.3+0.302K0.5K0.0030.622K*0.453(K*)20.30.302K**0.5K***ss1s0*2*0.453(K)0.622K0.0030,解得令*K1=0.005,K2=1.368**令（0.3+0.302K）s+0.5K=0，代入s=j,K1和K*2**2，解得1=0.09，2=0.977因为K*=0.01K，所以使系统稳定时的K值的范围为：0图1二、当K=280时，闭环传函为：1(s)2.8(s0.5)(s1)s2.15s33.105s24.21s1.44,应用MATLAB软件包，得到单位阶跃输入时系统的输出响应曲线，如图2所示。%=92.1%，ts=43.9%(△=2%)可得系统超调量过大，调节时间过长，系统动态性能不佳,需要改善。图2s三、当K=280和r(t)=0时，扰动输入闭环传函为：d100s4215s3310.5s2421s140，应用MATLAB软件包，得到单位阶跃扰动输入下系统的输出响应曲线，如图3所示。可见扰动响应开始时振幅较大但稳定后是振动的，最大振幅约为0.003，故可忽略不计。图3四、无前置滤波器时,闭环传函为：有前置滤波器(s0.5)(s1)1(s)s42.152s.833.105s24.21s1.4闭环传函为：Gp(s)0.5s21.5s0.5时，1.42(s)1(s)GP(S)s42.15s33.105s24.21s1.4可见，1(s)与2(s)有相同的极点，但前者有-0.5和-1两个闭环零点，虽可是峰值时间减小，使响应速度加快，但会使超调量过大；而后者的闭环零点被前置滤波器完全对消，因而最终改善了系统动态性能。有前置滤波器器时，K=280时，在单位阶跃输入下系统的输出响应曲线如图4所示。图43、关键点：概略根轨迹图超调量调节时间动态性能稳定性前置滤波器六、实验结论通过实验使我熟悉并掌握了系统根轨迹图的绘制法则和分析方法，会利用劳斯判据确定使系统稳定的开环增益K值的范围，比如劳斯判据的方程为系统闭环特征方程。基本掌握了系统对阶跃输入响应曲线的测量方法及系统动态性能的分析方法。引入前置滤波器能使闭环系统动态性能得到改善，去掉了两个闭环零点使系统超调量大为减少，闭环零点对系统动态性能得影响。同时对Matlab软件也有了进一步了解，以便于在以后的学习实验中加以运用。七、指导老师评语及得分：签名：年月日附件：源程序如下：系统概略根轨迹图

G=zpk([-0.5-1],[0-0.05-0.1-2],1);figure

rlocus(G);

axis([-1.5,1.5,-1.5,1.5]);K=280;

num1=[K1.5*K0.5*K];den1=[0010];num2=[1];

den2=[10021530.51];

[numc,denc]=series(num1,den1,num2,den2);[numr,denr]=cloop(numc,denc);sysr=tf(numr,denr);t=0:0.01:80;

当K=280时，单位阶跃输入时系统的输出响应曲线

figure

sysr=tf(numr,denr);t=0:0.01:80;step(sysr,t);holdon;

当K=280时，得到单位阶跃扰动输入下系统的输出响应曲线

figureK=280;

numh=[K1.5*K0.5*K];denh=[0010];numg=[1];deng=[10021530.51];

[numn,denn]=feedback(numg,deng,numh,denh);sysn=tf(numn,denn);t=0:0.01:80;

step(sysn,t);grid

有前置滤波器器时，K=280时，在单位阶跃输入下系统的输出响应曲线figure

numf=[0.5];denf=[11.50.5];

[num,den]=series(numr,denr,numf,denf);sys=tf(num,den);step(sys,t);grid

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