自动控制理论实验报告4.docx

PAGE  PAGE 10 Harbin Institute of Technology 姓名： 　 学号： 课程名称： 　　　 实验名称： 实验序号： 实验日期： 实验室名称： 同组人： 实验成绩： 总成绩： 教师评语： 教师签字： 年 月 日 采用PI的串联校正、具有微分负反馈的反馈校正实验一、实验目的： 1．了解和观测校正装置对系统稳定性及瞬态特性的影响； 2．验证频率法校正是否满足性能要求； 3．按给定性能指标，对固有模拟对象运用并联校正对数频率特性的近似作图法，进行反馈校正； 4．用实验验证理论计算结果； 5． 熟悉期望开环传递函数为典型Ｉ型的参数计算及微分反馈校正调节器的实现。 二、实验要求： 1．观测未校正系统的稳定性及瞬态响应； 2．观测校正后系统的稳定性极瞬态响应。 实验原理、内容及步骤 （一）采用PI的串联校正实验 1．原系统的原理方块图 校正前系统的方框图如图1所示 图1校正前系统的方框图 要求设计PI串联校正装置，校正时使期望特性开环传递函数为典型 = 2 \* ROMAN II型并使系统满足下列指标： 校正网络的传递函数为： 校正后系统的方框图如图2所示 图2 校正后的方框图 2．系统校正前后的模拟电路图 图3 系统校正前的模拟电路图 图4系统校正后的模拟电路图 3.实验内容及步骤 （1）测量未校正系统的性能指标。 准备：将模拟电路输入端R(t)与信号源单元（U1 SG）的输出端OUT端相连接； 模拟电路的输出端C(t)接至示波器。 步骤：按图3接线；加入阶跃电压，观察阶跃响应曲线，并测出超调量Mp和调 整时间Ts，记录曲线及参数。 （2）测量校正后系统的性能指标。 准备：设计校正装置参数； 由，，可得， 取，其中，则 取R2=250K，则有R3=50K 因此各参数的取值分别为： R1= 92.7K 　 C=6.47u 　 R2= 250K　 　 R3=50K 步骤：按图4接线，加入阶跃电压，观察阶跃响应曲线，并测出超调量Mp和调整时间Ts，看是否达到期望值，若未达到，请仔细检查接线、参数值并适当调节参数值。记录达标的校正装置的实测曲线及参数。 （二）具有微分负反馈的反馈校正 1．原系统的原理方块图 已知未校正系统的方框图如图5所示 图5 未校正系统的方框图 要求设计具有微分校正装置，校正时使期望特性开环传递函数为典型 = 1 \* ROMAN I型，并使系统满足下列指标： 放大倍数： 　　 闭环后阻尼系数： 　超调量： 　 　调整时间： 　 　校正网络的传递函数为： 校正后的方块图如图6所示 图6 校正后的方框图 2．系统校正前后的模拟电路图 图7 系统校正前的模拟电路图 图8 系统校正后的模拟电路图 3．实验内容及步骤 （1）测量未校正系统的性能指标。 准备：将模拟电路输入端R(t)与信号源单元（U1 SG）的输出端OUT端相连接；模 拟电路的输出端C(t)接至示波器。 步骤：按图7接线；加入阶跃电压，观察阶跃响应曲线，并测出超调量Mp和调节 时间Ts，记录曲线及参数。 （2）测量校正系统的性能指标。 准备：设计校正装置参数 根据给定性能指标，设期望开环传递函数为 因闭环特征方程为： 或