中南大学自动控制原理—线性系统的校正实验报告.docVIP

实 验 报 告 实验名称 线性系统的校正 系 信息院 专业 电气自动化 班 1102 姓名 钟和江 学号 0909110824 授课老师 韩华 预定时间 实验时间 2013-6-7 实验台号 一、目的要求 1．掌握系统校正的方法，重点了解串联校正。 2．根据期望的时域性能指标推导出二阶系统的串联校正环节的传递函数。 二、原理简述 所谓校正就是指在系统中加入一些机构或装臵 (其参数可以根据需要而调整)，使系统特性 发生变化，从而满足系统的各项性能指标。按校正装臵在系统中的连接方式，可分为：串联校 正、反馈校正和复合控制校正三种。串联校正是在主反馈回路之内采用的校正方式，串联校正 装臵串联在前向通路上，一般接在误差检测点之后和放大器之前。本次实验主要介绍串联校正方法 三、仪器设备 PC机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)教学实验系统一套。 四、线路示图 1． 原系统的结构框图及模拟电路图 加校正环节后的系统结构框图及模拟电路图 五、内容步骤 1. 将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均 设臵了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频 电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为 1V，周期为 10s 左右。 2．测量原系统的性能指标。 (1) 按图 1.3-2 接线。将 1 中的方波信号加至输入端。 (2) 用示波器的“CH1”和“CH2”表笔测量输入端和输出端。计算响应曲线的超调量 MP 和调节时间 tS。 3. 测量校正系统的性能指标。 (1) 按图 1.3-4 接线。将 1 中的方波信号加至输入端。 (2) 用示波器的“CH1”和“CH2”表笔测量输入端和输出端。计算响应曲线的超调量 MP 和调节时间 tS，是否达到期望值，若未达到，请仔细检查接线 (包括阻容值)。 六、数据处理 由系统的开环传递函数及闭环传递函数知，系统的特征参量：ωn＝ 6.32, ξ＝ 0.158，系统的性能指标：Mp＝60％，tS＝4s，静态误差系数Kv＝20 (1/s) 。要求采用串联校正的方法，使系统满足下述性能指标： Mp≤25％，tS≤1s，静态误差系数 Kv≥20 (1/s) 。 由Mp≤25%，ts≤1s 得：ξ≥0.4，ωn≥10,设校正后的系统开环传函为：,由期望值得：≥20，K≥20。取 ξ＝0.5，则 T ＝0.05s，ωn＝20 满足 ωn≥10，得校正后开环传函为：. 因为原系统开环传函为：且采用串联校正，所以串联校正环节的传函为： 七、分析讨论 原系统的性能指标 由图知：Mp(%)=59.53,t(s)=3.844s 校正系统的性能指标 由图知，Mp(%)=18.12 ,t(s)=0.422s 装 订 线 装 订 线 4 3 装 订 线