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《自控连续系统的频率法串联校正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2012-2013学年第1学期院别:控制工程学院课程名称:自动控制原理A实验名称:连续系统的频率法串联校正实验教室:6111指导教师:巨辉小组成员（姓名，学号）:测控112汪洋令2011071070实验日期：2013年12月11日评分：12实验目的：1.加深理解串联校正装置对系统性能的校正作用。2.对给定系统进行串联校正设计，并通过模拟实验检验设计的正确性。一、实验任务及要求：（一）实验任务：对于给定的单位负反馈闭环系统如图1和图2所示，图中开关S断开时对应校正前的系统，图1中当S接通时串入超前校正环节；图2中当S接通时串入滞后校正环节，要求根据性能指标的要求，自行设计校正装置的参数，使系统
2、满足期望的性能指标要求。图1模拟电路图（含超前环节）图2模拟电路图（含滞后环节）（二）实验要求：1、12写出原系统的开环、闭环传递函数，分别绘制bode图和step图，图解法求出原系统的稳定裕度、截止频率、超调量以及调节时间。G(s)=120/s*(0.03*s+1);程序代码如下：clc;num=[120];den=[0.03,1,0];sys=tf(num,den);figure(1)bode(sys);gridon;[num1,den1]=cloop(num,den);sys1=tf(num1,den1);figure(2)step(sys1);gridon;得到bode图：12相角裕
3、度=-151+180=29度截止频率=60.3得到闭环阶跃响应图：12超调量=42.4%调节时间=0.235s2、如图1所示，期望系统的性能指标为：相角裕度，幅值裕度，超调量，要求用超前校正设计，已知原系统参数如下：,，，，，根据指标要求设计出和的值，并使系统满足指标要求。超前校正：12经过计算：最大超前相角：y=45+5-30=20；x=deta，x=(1+sin(y/180*pi))/(1-sin(y/180*pi))，deta=2.0396；-10*log10(2.04)=-3.0963；其对应的频率为71.9；p=71.9*sqrt(2.04)=102.6937；z=p/2.04=1
4、02.69/2.04=50.3382；将p,z的数值代入Gc(s)=k*(t2*s+1)/(t1*s+1)，t2=(R2*R3/(R2+R3)+R4)*C2,t1=R4*C2中，得：,程序代码如下：clc;numc=[120];denc=[0.03,1,0];numg=[1/50.3382,1];deng=[1/102.6937,1];[num1,den1]=series(numg,deng,numc,denc);[num,den]=cloop(num1,den1,-1);sys=tf(num1,den1);figure(1)bode(sys);gridon;[gm,pm]=margin(s
5、ys)sys1=tf(num,den);figure(2)step(sys1);gridon;12gm=Infpm=44.8448由超前校正波特图可得：幅值裕度=80dB相位裕度=-135+180=45°12超调量=25%，小于30%，相角裕度为45度，满足题目要求。超前校正结果：幅值裕度为无穷，大于10dB。超调量为25%,小于30%，但相角裕度为45°，满足题目要求。超前校正的特点：截止频率变大，相角裕度变大，超调量减小，调节时间减小，系统响应速度变快。3、如图2所示，期望系统的性能指标为：相角裕度，幅值裕度，超调量，要求用滞后校正设计，已知原系统参数如下：,，，，。根据指标要求设计出、
6、和的值，并使系统满足指标要求。12绘制控制对象的Bode图；滞后校正：程序代码如下：num=[120];den=[0.0310];sys=tf(num,den);bode(sys);Grid如图所示，经过计算：Wc’=23.3Wc’对应的幅值为12.7dB所以20loga=12.7得a=4.315212Wz=Wc’/10=2.33Wp=Wz/a=2.33/4.3152=0.54滞后校正波特图：sys=tf(120*[1/2.331],conv([1/0.541],[0.0310]));bode(sys);grid得到bode图：由校正后的波特图可得：相位裕度：50°幅值裕度：60dB校正后的
7、阶跃响应：12程序代码如下：num=120*[1/2.331];den=conv([1/0.541],[0.0310]);[num1,den1]=cloop(num,den);sys1=tf(num1,den1);step(sys1);grid得到阶跃响应如图：如图，由校正后的阶跃响应：超调量=24%调节时间=0.559s12滞后校正结果：幅值裕度为无穷，大于10dB。超调量为24%,小于30%，相角裕度为5
