自动控制原理实习报告

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1、自动控制原理实习报告专业：自动化班级：姓名：时间：-25-目录1.滞后校正的原理和方法………………………………………………21.1滞后校正的原理…………………………………………………21.2滞后校正的设计步骤……………………………………………32.控制系统的滞后校正设计……………………………………………42.1校正前系统初始状态分析………………………………………52.2滞后校正分析及计算……………………………………………82.2.1校正装置参数计算的程序………………………………82.2.2校正后的验证……………………………………………132.2.3滞后校正

2、对系统性能改变的分析………………………173.实验实际图像及其误差分析………………………………………194.心得体会……………………………………………………………205.实验人员……………………………………………………………24参考文献………………………………………………………………25-25-1.滞后校正的原理和方法1.1滞后校正的原理所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。系统校正的常用方法是附加校正装置。按校正装置在系统中的位置不同，系统校正分为串联校正、反馈校正和复合校

3、正。按校正装置的特性不同，又可分为PID校正、超前校正、滞后校正和滞后-超前校正。这里我们主要讨论串联校正。一般来说，串联校正设计比反馈校正设计简单，也比较容易对信号进行各种必要的形式变化。在直流控制系统中，由于传递直流电压信号，适于采用串联校正;在交流载波控制系统中，如果采用串联校正，一般应接在解调器和滤波器之后，否则由于参数变化和载频漂移，校正装置的工作稳定性很差。串联超前校正是利用超前网络或PD控制器进行串联校正的基本原理，是利用超前网络或PD控制器的相角超前特性实现的，使开环系统截止频率增大，从而闭环系统带宽也增大，使响应速度加快。在有些情况下采用

4、串联超前校正是无效的，它受以下两个因素的限制：1）闭环带宽要求。若待校正系统不稳定，为了得到规定的相角裕度，需要超前网络提高很大的相角超前量。这样，超前网络的a值必须选得很大，从而造成已校正系统带宽过大，使得通过系统的高频噪声电平很高，很可能使系统失控。2)在截止频率附近相角迅速减小的待校正系统，一般不宜采用串联超前校正。因为随着截止频率的睁大，待校正系统相角迅速减小，使已校正系统的相角裕度改善不大，很难得到足够的相角超调量。串联滞后校正是利用滞后网络或PI控制器进行串联校正的基本原理，利用其具有负相移和负幅值的特斜率的特点，幅值的压缩使得有可能调大开环增

5、益，从而提高稳定精度，也能提高系统的稳定裕度。在系统响应速度要求不高而抑制噪声电平性能要求较高的情况下，可以考虑采用串联滞后校正。此外，如果待校正系统已具备满意的动态性能，仅稳态性能不能满足指标要求，也可以采用串联滞后校正以提高系统的稳态精度，同时保持其动态性能仍然满足性能指标要求。-25-滞后校正装置的传递函数为（1-1）它提供一个负实轴上的零点和一个负实轴上的极点。零、极点之间的距离由值决定。由于>1，极点位于零点右边，对于s平面上的一个动点，零点产生的向量角小于极点产生的向量角，因此，滞后校正装置总的向量角为负，故称为滞后校正。1.2滞后校正的设计步

6、骤所研究的系统为最小相位单位反馈系统，则采用频域法设计串联无源滞后网络的步骤如下：1）根据稳态误差要求，确定开环增益K。2）利用已确定的的开环增益，画出待校正系统的对数频率特性，确定待校正系统的截止频率，相角裕度γ和幅值裕度h（dB）。3）选择不同的，计算或查出不同的γ值，在伯德图上绘制γ（）曲线。4）根据相角裕度要求，选择已校正系统的截止频率。考虑到滞后网络在新的截止频率处会产生一定的相角滞后（），因此下式成立：=（）+（）（1-8）式中，是指标要求值，（）在确定前可取为-，于是，可根据式（2-8）的计算结果，在（）曲线上课查出相应的值。5）根据下述关系

7、式确定滞后网络参数b和T：20lgb+（）=0（1-9）=0.1（1-10）式（1-25--9）成立的原因是显然的，因为要保证已校正系统的截止频率为上一步所选的值，就必须使滞后网络的衰减量20lgb在数值上等于待校正系统在新截止频率上的对数幅频值（）。该值在待矫正系统对数幅频曲线上可以查出，于是由式（1-10）可以算出b值。根据式（1-10），由已确定的b值立即可以算出滞后网络的T值。如果求得的T值过大，则难以实现，则可将式（1-10）中的系数0.1适当加大，例如在0.1～0.25范围内选取，而（）的估计值相应在-～-范围内确定。6）验算已校正系统的相角裕

8、度和幅值裕度。2.控制系统的滞后校正设计实验题目系统频率校正：给定