实验五----校正实验---西电.docx

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1、实验五校正实验一．实验目的1．了解和掌握超前校正的原理。2．了解和掌握利用闭环和开环的对数幅频特性和相频特性完成超前校正网络的参数的计算。3．掌握在被控系统中如何串入超前校正网络，构建一个性能满足指标要求的新系统的方法。二．实验原理超前校正的原理是利用超前校正网络的相角超前特性，使中频段斜率由-40dB/dec变为-20dB/dec并占据较大的频率范围，从而使系统相角裕度增大，动态过程超调量下降；并使系统开环截止频率增大，从而使闭环系统带宽也增大，响应速度也加快。超前校正网络的电路图及伯德图见图5-

2、1。图5-1超前校正网络的电路图及伯德图超前校正网络传递函数为：（5-1）网络的参数为：，（5-2）在设计超前校正网络时，应使网络的最大超前相位角尽可能出现在校正后的系统的幅值穿越频率ωc′处，即ωm=ωc′。网络的最大超前相位角为：或为：（5-3）处的对数幅频值为：（5-4）网络的最大超前角频率为：（5-5）从式（5-1）可知，接入超前校正网络后被校正系统的开环增益要下降a倍，因此为了保持与系统未校正前的开环增益相一致，接入超前校正网络后，必须另行提高系统的开环增益a倍来补偿。三．实验内容及步骤1

3、．观测被控系统的开环对数幅频特性和相频特性，对数幅频特性的截止频率ωc，相位裕度γ，按“校正后系统的相位裕度γ′”要求,设计校正参数，构建校正后系统。2．观测校正前、后的时域特性曲线，並测量校正前、后系统的超调量Mp、峰值时间tP、上升时间tr、调整时间ts。3．观测校正前、后的频域特性曲线，並测量校正前、后系统的相位裕度γ′、截止频率ωc、。4．根据“校正后系统的相位裕度γ′”要求,设计校正参数，构建校正后系统，画出其系统模拟电路图和阶跃响应曲线，观测校正后相位裕度γ′、截止频率ωc、超调量Mp、

4、峰值时间tP、上升时间tr、调整时间ts，并填入实验报告的数据记录表中。1．未校正系统的时域特性的测试图5-2未校正系统模拟电路图计算未校正系统的开环传递函数为：测量未校正系统的时域特性曲线及动态性能指标，填入数据记录表中。TpTrTsWc角2．未校正系统的频域特性的测试图5-3未校正系统频域特性测试的模拟电路图测量未校正系统的频域特性曲线及动态性能指标，填入数据记录表中。3．超前校正网络的设计①设计要求校正后系统的相位裕度γ′≥50°4、串联超前校正后系统的频域特性的测试串联超前校正后系统频域特性

5、测试的模拟电路图见图5-4。图5-4串联超前校正后系统频域特性测试的模拟电路图图5-5校正网络（部分）连线示意图5、串联超前校正系统的时域特性的测试串联超前校正后系统时域特性测试的模拟电路图见图5-6。图5-6串联超前校正后系统时域特性测试的模拟电路图校正后：TpmpTrTsWc角四、实验数据记录性能指标系统超调量σ％峰值时间tp上升时间tr调节时间ts截止频率ωc相位裕度γ′未校正系统69.4%0.2350.1281.90513.3013.34加超前校正环节14.96%0.2300.1440.44

6、912.7857.22五、思考与讨论将实验结果与理论知识作对比，并进行讨论校正后系统的各项指标都较为稳定，达到预期效果。