自動控制試驗(yàn)報(bào)告五連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正

1、實(shí)驗(yàn)五連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深理解串聯(lián)校正裝置對系統(tǒng)動態(tài)性能的校正作用。2. 對給定系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正設(shè)計(jì)，并通過模擬實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性。二、實(shí)驗(yàn)儀器1. EL-AT-III 型自動控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱一臺2. 計(jì)算機(jī)一臺三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.串聯(lián)超前校正(1)(1)系統(tǒng)模擬電路圖如圖 5-15-1，圖中開關(guān) S S斷開對應(yīng)未校情況， 接通對應(yīng)超前 校正。(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 5-2c luf圖 5-1 超前校正電路圖U1圖 5-2 超前校正系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖中Gc2 (s)=2 .串聯(lián)滯后校正Gc1 ( s) =22 ( 0.055s+1 )0.005s+1(1)模擬電路圖如圖 5-3，開關(guān) s

2、 斷開對應(yīng)未校狀態(tài)，接通對應(yīng)滯后校正。圖 5-35-3 滯后校正模擬電路圖(2)(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示如圖 5-45-4圖 5-4 滯后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖中Gc1(s) =1010 (s+1)Gc2 (s)=-11s+13.串聯(lián)超前一滯后校正(1)模擬電路圖如圖 5-5,5-5,雙刀開關(guān)斷開對應(yīng)未校狀態(tài)，接通對應(yīng)超前一滯后校正圖 5-5 超前一滯后校正模擬電路圖(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示如圖5-6。圖 5-65-6 超前一滯后校正系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖中Gc1 (s) =66 (1.2s+1 ) (0.15s+1 )Gc2 (s)=(6s+1) (0.05s+1)四、實(shí)驗(yàn)步驟1.啟動計(jì)算機(jī)，在桌面雙擊圖標(biāo) 自動控制實(shí)驗(yàn)系

3、統(tǒng)運(yùn)行軟件。2. 測試計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)箱的通信是否正常，通信正常繼續(xù)。如通信不正常查找原因使通信 正常后才可以繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。超前校正：3.連接被測量典型環(huán)節(jié)的模擬電路(圖 5-1)。電路的輸入 U1 接 A/D、D/A 卡的 DA1 輸出，電路的輸出 U2 接 A/D、D/A 卡的 AD1 輸入，將將純積分電容兩端連在模擬開關(guān)上。檢查無誤后接通電源。4. 開關(guān) s 放在斷開位置。-5. 在實(shí)驗(yàn)工程的下拉列表中選擇實(shí)驗(yàn)五五、連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正。鼠標(biāo)單擊*按鈕，彈出實(shí)驗(yàn)課題參數(shù)設(shè)置對話框。在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)后鼠標(biāo)單擊確認(rèn)等待屏幕的顯示區(qū)顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并記錄超調(diào)量p 和調(diào)節(jié)時間 ts。6

4、.開關(guān) s 接通，重復(fù)步驟 5,將兩次所測的波形進(jìn)行比擬。并將測量結(jié)果記入下表中:超前校正系統(tǒng)指標(biāo)校正前校正后階躍響應(yīng)曲線a %51.111.8Tp (秒)166118Ts (秒)1152154滯后校正:7.連接被測量典型環(huán)節(jié)的模擬電路 圖 5-3。電路的輸入 U1 接 A/D、D/A卡的 DA1 輸出，電路的輸出 U2 接 A/D、D/A 卡的 AD1 輸入，將純積分電容兩端連在模擬開關(guān)上。檢查無誤后接通電源。8. 開關(guān) s 放在斷開位置。9. 在實(shí)驗(yàn)工程的下拉列表中選擇實(shí)驗(yàn)五五、連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正。鼠標(biāo)單擊 酎 按鈕，彈出實(shí)驗(yàn)課題參數(shù)設(shè)置對話框，在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)后鼠標(biāo)單擊

5、確認(rèn)等待屏幕的顯示區(qū)顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并記錄超調(diào)量p 和調(diào)節(jié)時間 ts。10. 開關(guān) s 接通，重復(fù)步驟 9,將兩次所測的波形進(jìn)行比擬。并將測量結(jié)果記入下表中：滯后校正系統(tǒng)指標(biāo)校正前校正后階躍響應(yīng)曲線a %67.211.53Tp 秒213439Ts 秒2529529超前-滯后校正11.連接被測量典型環(huán)節(jié)的模擬電路 圖 5-5。電路的輸入 U1 接 A/D、D/A卡的 DA1 輸出，電路的輸出 U2 接 A/D、D/A 卡的 AD1 輸入，將純積分電容兩端連在模擬開關(guān)上。 檢查無誤后接通電源。12. 開關(guān) s 放在斷開位置。13. 在實(shí)驗(yàn)工程的下拉列表中選擇實(shí)驗(yàn)五五、連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正。鼠標(biāo)單擊按鈕，

6、彈出實(shí)驗(yàn)課題參數(shù)設(shè)置對話框，在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)后鼠標(biāo)單擊確認(rèn)等待屏幕的顯示區(qū)顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并記錄超調(diào)量p 和調(diào)節(jié)時間 ts。14. 開關(guān) s 接通，重復(fù)步驟 13,將兩次所測的波形進(jìn)行比擬。并將測量結(jié)果記入下表中：超前-滯后系統(tǒng)指標(biāo)校正前校正后階躍響應(yīng)曲線a %69.122.6Tp 秒130201Ts 秒1615570階躍響應(yīng)曲線圖:串聯(lián)超前校正前:X1串聯(lián)超前校正后:串聯(lián)滯后校正前:串聯(lián)滯后校正后:串聯(lián)超前一滯后校正前:-*.oca5QM43&M1DCCa-10C0-2DC0-3DC-C!WCQ串聯(lián)超前一滯后校正后:4口Cd.OC-ClXlg X311M7 TS五、

7、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書本上錯誤的方程：串聯(lián)超前校正校正前:40G(s)= koZljWc=13.7rad/s,mowlc aod0IOOOfroac4 1ii rBodelDiegramGm - Inf dS (at Inf radsac)aRn . 16.4 dag (at 17 racUsec)串聯(lián)滯后校正校正前：w11OG1011O：Frequency (radQG)5 53 3 &碧J Jd d偵罪(-I(-IBode DiagrainGm - hf陽(at Inf radfeec, Pm = 1E.4 deg (art 17 rad/sec)5 53 3-E&寓耍 d402002

8、040402002040如o o 1 1050、一(0.05s + 1) (O ls + 1)G(S)- -Wc=17.7rad/sV=-14 度；15 / 18Bode DiagrairiGm，_。.且4 cS頃14.1 rad/secj, Pm蘭-13。她Cat 18 rad/sec)01：J10101010Freqwericy (radfesc)5 52 2sp)sp) epnepn毛&.(D(DSystems sysFrequency Crad/sec): 13.SPtee i；deg) -179Pode Diagram&m = -4目(si 14.1 radteecj

9、 , Prn = -13 deg (st 18 rad/eec) 50mD101W10sFrequency (rgd/gec：)o o o o 5 5 o o - - 5 5 9 938 8 2 21 1- - 1 1 1 1 2 2- -16 / 18串聯(lián)超前一滯后校正校正前:60(0.01s + 1) (0M f 1)Wc=18.6rad/s;V=11 度I, _Or101010101010*2.計(jì)算串聯(lián)超前校正裝置的傳遞函數(shù)Gc (s)和校正網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并求出校正后系統(tǒng)的3 C 及 V 。串聯(lián)系統(tǒng)超前校正后：書本上錯誤的公式：-15090ssss招rmu&Bode DiagramQ

10、tr - 5.26陽(at 31.6 rai/sftc) , Pm = 10.3 dag (art 23 r*d/se*)100135-160Phase dej): -166G(s)=17 / 1840(0.005$ + 1)s(0.2s + 1)(0,005 + ljG(s)=18 / 18Wc=15.8rad/sV=54 度；Frequency (racVsec)糾正后:20(0.2155 + 3)皿方 +1)(0.005 + ljWc=25rad/sV=65 度-I提IV101010101010o o o o o o 5 51 1o o o oo o 9 96卷UWG(s)=19 / 1

11、810101010Bode B自grwiQm - Ini dB (sri Inrf radjteec) , ffm = 84J8 deg 0 24.1 rad/sec)10Frequency Crad/sec)Bode OiBam101D1010101CFrequency (radJbei3)msms二左敏Maws罰E匚20 / 18串聯(lián)滯后校正后：書本上錯誤的公式:100(s + 1)G(s)=ko OSs + i)(0 is +I)Wc=7.21rad/sV=1;糾正后:5O(s + 1)G(s)=k(5s + l) (O.ls + L) (660Wc=6.83rad/sV=31 度；o1

12、0o107 7o o o o o o o o o o o ooo oligur&22System: sysH如屈叫仆配您況T 7 21Magnitude (dBl:-0945 5 0 0 5 5 1-81-8 2 2 112112- - (EiDs(EiDswwnwwnLIdLId1010Fretidericv rrs6/Eert21 / 18Boris DiagramGm = 9.9S dB fet 13刀rsd/sec) , Pm = 305 deg (at 6.65 redfeecSyatem:_Freq uency(蓿麟麗6 6System: sysPhase (deg) -1

13、49Frequency tradfs&cj: 13.Phase (deg: -18010-11O&w110=w3Frequency (radJteec)串聯(lián)超前一滯后校正后:60(L2s + 1)(0.15s + 1)血Ols + 1) (O.ls + 1) (6s +1)(0.05s + 1)Wc=13.2rad/sV=56.5 度。100-150-90 o o o o 5 55n_n_ 1 1一-160G(s)=22 / 18串聯(lián)超前校正后的網(wǎng)絡(luò)參數(shù):a=0.108Eigm PiegramGm = Inf(Pm = llnfSystem:sysFrequency (rad/

14、sec): 25Magnlude (d9): 157L L . .009035902500903590251 1 - - 1 1 1 1 2 2- - - - - - 5aseswa.figur&32System: sysFrequency (rad/sec)i 13.2Magnitude (dBJ 0.0251曠1O101O110*103Frequency (rad/sec)System: aysFrequency (rsdfeec): 45_7Phase (deg): -178siumsium愚性CLCL-IM10103410105-5- D D 5 5 o o & & Q Q 5 53 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1gp庭PHEaalAI23 / 18Frequency (rad/Sec)24 / 18校正裝置的作用：串聯(lián)超前校正裝置：可以看到超調(diào)量明顯減小，從原來的51.1%變成 11.8%,系統(tǒng)的帶寬增加了，系統(tǒng)的響應(yīng)速度提高。原有的穩(wěn)態(tài)精度不變。此裝置將