自动控制实验五 连续系统串联校正

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1、实验五连续系统串联校正一、实验目的1.加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。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。二、实验仪器1．EL-AT-III型自动控制系统实验箱一台2．计算机一台三、实验内容1．串联超前校正（1）系统模拟电路图如图5-1，图中开关S断开对应未校情况，接通对应超前校正。图5-1超前校正电路图（2）系统结构图如图5-2图5-2超前校正系统结构图图中Gc1（s）=22（0.055s+1）Gc2（s）=0.005s+1串联超前校正：实质是利用相位超前，通过选择适当参数使出现

2、最大超前角时的频率接近系统幅值穿越频率，从而有效地增加系统地相角裕度，提高系统的相对稳定性。当系统有满意的稳态性能而动态响应不符合要求时，可采用超前校正。超前校正前系统响应曲线实验观测：校正前后系统响应超前校正后系统响应曲线2．串联滞后校正（1）模拟电路图如图5-3，开关s断开对应未校状态，接通对应滞后校正。图5-3滞后校正模拟电路图图5-4滞后系统结构图Gc1(s）=1010（s+1）Gc2（s）=11s+1串联滞后校正：利用校正后系统幅值穿越频率左移，如果使校正环节的最大滞后相角的频率远离校正后的幅值穿越频率而处于相当

3、低的频率上，就可以使校正环节的相位滞后对相角裕度的影响尽可能小。特别当系统满足静态要求，不满足幅值裕度和相角裕度，而且相频特性在幅值穿越频率附近相位变化明显时，采用滞后校正能够收到较好的效果。实验观测：校正前后的系统响应滞后校正前系统响应曲线滞后校正后系统响应曲线3．串联超前—滞后校正（1）模拟电路图如图5-5，双刀开关断开对应未校状态，接通对应超前—滞后校正。图5-5超前—滞后校正模拟电路图图5-6超前—滞后校正系统结构图Gc1（s）=66（1.2s+1）（0.15s+1）Gc2（s）=（6s+1）（0.05s+1）串联

4、超前－滞后校正：如果单用超前校正相角不够大，不足以使相角裕度满足要求，而单用滞后校正幅值穿越频率又太小，保证不了响应速度时，则需用超前－滞后校正。实验观测：校正前后的统响应超前－滞后校正前系统响应曲线超前－滞后校正后系统响应曲线四、实验步骤1.启动计算机，在桌面双击图标[自动控制实验系统]运行软件。2.测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。超前校正：3.连接被测量典型环节的模拟电路(图5-1)。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D

5、、D/A卡的AD1输入，将将纯积分电容两端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。4.开关s放在断开位置。-5.在实验项目的下拉列表中选择实验五[五、连续系统串联校正]。鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果，并记录超调量sp和调节时间ts。6.开关s接通，重复步骤5,将两次所测的波形进行比较。滞后校正：7.连接被测量典型环节的模拟电路(图5-3)。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入，将纯积

6、分电容两端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。8.开关s放在断开位置。9.在实验项目的下拉列表中选择实验五[五、连续系统串联校正]。鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框，在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果，并记录超调量sp和调节时间ts。10.开关s接通，重复步骤9,将两次所测的波形进行比较。超前--滞后校正11.连接被测量典型环节的模拟电路(图5-5)。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入，将纯积分电容两端连在模拟开关上

7、。检查无误后接通电源。12.开关s放在断开位置。13.在实验项目的下拉列表中选择实验五[五、连续系统串联校正]。鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框，在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果，并记录超调量sp和调节时间ts。14.开关s接通，重复步骤13,将两次所测的波形进行比较。五、实验报告1．计算串联校正装置的传递函数Gc（s）和校正网络参数。2．画出校正后系统的对数坐标图，并求出校正后系统的ω′c及ν′。3．比较校正前后系统的阶跃响应曲线及性能指标，说明校正装置的作用。六、预

8、习要求1．阅读实验二的实验报告，明确校正前系统的ωc及ν。2.计算串联超前校正装置的传递函数Gc（s）和校正网络参数，并求出校正后系统的ω′c及ν′。