实验五控制系统校正详解.doc

实验五 ① 超前校正方案： 四.实验内容及数据处理 （一）串联校正对系统性能的影响 测得数据如下表： 1.，未校正前的系统性能指标 ①δ%=25时，K=1.2，=7.013 图一 ②增大K，出现临界振荡，此时=11 图二 2.接入超前校正环节，即，测试系统性能指标=11不变，此时δ%=50.4，=1.838 图三 ②调节K，使δ%=25，此时K=5，=1.503 图四 3.去除超前校正，接入滞后校正，即设置，测试系统性能指标=11不变，此时δ%=62.7，=15.37 图五 ②调节K，使δ%=25，此时K=0.06，=114.6 图六 4.去除滞后校正环节，接入超前—滞后校正环节，即，，测试系统性能指标=11不变，此时δ%=21.9，=3.564 图七 ②调节K，使δ%=25，此时K=13.5，=2.705 图八 （二）串联校正装置的设计 测得数据如下表： 1.，未校正前的系统性能指标，δ%=60.4， =2.677 图九 2.接入校正环节，即，测试系统性能指标， =0.2654 图十 五.思考讨论 （1）实验一中采用的几种校正装置，各有什么特点？如何选用校正装置的类型？ 答：超前校正装置：调节时间短，调节速度快，但稳定性不好； 滞后校正装置：稳定性好，但缺点是调节时间太长，快速性不好； 超前—滞后校正装置兼具了两者的优点，同时避开了两者的缺点，不仅稳定性好，调节时间也快。 （2）在实验一中，当开环增益倍数K等于原系统的K临界时，采用哪种校正方案使得系统的动态性能最好？ 答：由各个校正装置的响应曲线看，当开环增益倍数K等于原系统的K临界时，采用超前—滞后校正装置对系统的动态性能最好，超调量小，同时调节时间也短。 （3）在实验一中，当σ%=25时，采用哪种校正方案使得系统在斜坡输入信号作用下，系统的稳态误差最小？ 答：超前校正系统 （4）在实验内容二中，是采用什么校正方式？有何特点？ 答：超前校正装置。加入超前校正装置后调节时间变短，超调量减小。 Ⅱ.串联校正装置对系统特性（频域）的影响，校正装置（=） 2.相位滞后校正—积分校正对开环频率特性的影响，取，校正装置（=） 3.相位滞后—超前校正—微分—积分校正对开环频率特性的影响，取，校正装置（=） 四.数据处理 （2）.对未校正前的系统进行频域性能分析（要求列出性能指标） （4） 根据实验数据、曲线，对实验结果加以讨论、分析，得出实验结论。 答：由上述实验数据以及曲线分析可知： 超前校正装置的加入可以调节使系统稳定，增加系统的截止频率和穿越频率，增加系统的相角裕度减小系统的幅值裕度； 滞后校正装置的加入可以调节使系统稳定，增大系统的截止频率和穿越频率，减小系统的相角裕度和系统的增大幅值裕度； 滞后—超前装置加入可以调节使系统稳定，减小系统的截止频率，增大系统的穿越频率增加系统的相角裕度和减小系统的幅值裕度。 五.思考讨论 （1）滞后—积分环节的校正，使频率较高部分幅值如何变化？可提高那一类系统的稳定性？ 答：滞后—积分环节的校正，使频率较高部分的幅值减小，可提高相位较大系统的校正。 （2）超前—微分环节的校正，使频率较高部分幅值如何变化？可提高哪一类系统的稳定性？ 答：超前—微分环节的校正，使频率较高部分的幅值增大，可提高相位较小系统的校正。 （3）相位滞后—超前—微分—积分校正对系统的性能会产生哪些影响？ 答：相位滞后—超前—微分—积分校正，主要是利用其超前部分提高相位较小系统的校正，增大其相角裕度；利用滞后部分提高相位较大系统的校正，增大系统的增大幅值裕度。 Ⅲ.实验总结 通过此次试验，了解了什么是相位超前校正、滞后校正、滞后超前校正，以及对对系统性能的影响。通过MATLAB教学系统仿真软件对原系统、校正装置、加入校正装置后的系统进行时域以及频域仿真，不仅熟悉了软件使用方法，更对相应知识点加深了理解，相信以后对