文档介绍：东南大学自动化学院实验报告课程名称: 自动控制实验实验名称: 实验六串联校正研究院(系): 自动化专业: 自动化姓名: 吕阳学号: 080111 实验室: 实验组别: 同组人员: 实验时间: 2013 年 12月 20日评定成绩: 审阅教师: 一、实验目的: (1) 熟悉串联校正的作用和结构(2) 掌握用 Bode 图设计校正网络(3) 在时域验证各种网络参数的校正效果二、预****与回答: (1) 写出原系统和四种校正网络的传递函数, 并画出它们的 Bode 图, 请预先得出各种校正后的阶跃响应结论,从精度、稳定性、响应时间说明五种校正网络的大致关系。答: G 1(s)= 1?s G 2(s)=14 1?s G 3(s)= 1 ss ?? G 4(s)=s ?原系统 Bode 图如下: G(1) Bode 图如下: 由G 1(s )的 Bode 图可知,该校正能够将系统的截止频率减小,并且相位滞后, 则会使系统的相角裕度小于 0, 从而使系统的响应时间变长, 稳定性变差, 并且低频段的斜率为 0 ,系统稳态性能差,误差大。 G(1 )接入系统时,系统 Bode 图如下: G(2) Bode 图如下: 由G 2(s )的 Bode 图可知,该校正环节造成高频衰减,使截止频率减小,从而条件时间变长;又由于该滞后环节被安排在低频段,远离截止频率,因此可以使得相角裕度为正值,从而系统稳定。传递函数为 0 型,因此对阶跃信号的跟踪有一定误差。 G(2 )接入系统时,系统 Bode 图如下: G(3) Bode 图如下: 由G 3(s )的 Bode 图可知,该校正环节为超前校正,它会增大开环截止频率和系统带宽, 其超前相位又能补偿原系统中的元件造成的相位滞后, 最大超前角频率在开环截止频率附近, 是系统相角裕度增大, 从而改善了系统的瞬态性能, 调节之间变短。相对稳定性增大。但对阶跃的跟踪仍然存在误差。 G(3 )接入系统时,系统 Bode 图如下: G(4) Bode 图如下: 由G 4(s )的 Bode 图可知, PID 控制中低频段主要是滞后环节起作用,提高系统的无差度阶次, 减少稳态误差; 中高频段主要是超前环节起作用, 增大截止频率和相角裕度, 提高响应速度。 G(4 )接入系统时,系统 Bode 图如下: (2) 若只考虑减少系统的过渡时间,你认为用超前校正还是用滞后校正好? 答: 超前校正能够将原开环系统的频率特性上调一定的高度, 从而增大截止频率, 因此用超前好。(3) 请用简单的代数表达式说明用 Bode 图设计校正网络的方法答: 1. 根据系统对稳态误差的要求确定校正增益 Kc ,并画出未校正的伯德图 2. 求出为校正系统的相角裕度γ’,若γ- γ’<0 ,或γ- γ’>65 ° ,则不应采用超前校正 3. 根绝瞬态指标选择截止频率,计算校正环节时间常数 T和?T 其中 C(s)= 1 1'?? Ts TscK??,T=? cw 1 4. 若不能采用超前校正,则根据相角裕度重新选择截止频率,该频率处有) ????????12 ~5(180 )(? c jw KcP ,算出未校正系统该处的幅值,由此求出?,得到 C(s)= 1 1'?? Ts TscK?, T=10/ cw 三、实验原理: (1 )本校正采用串联校正方式,即在原被控对象串接一个校正网络,使控制系统满足性能