文档介绍：自动控制原理
实验报告
控制系统的根轨迹分析 实验报告
姓名：：
实验名称：线性定常系统的串联校正
一、 实验目的
通过实验，理解所加校正装置的结构、特性和对系统性能的影响；
2•掌握串联校正几种常用的设计方法和对系统的实] = 510K,
C = 1uF，
1
R = 390K，
2
C = 时有
2
+1
+1
u
R C S +1
G (S) = 1―1
o RCS +1 +1 +1
2 2
图5-5 (a)、(b)分别为二阶系统校正前、后系统的单位阶跃响应的示意曲线。
(a) (5 约为 63%) (b) (5 约为 %)
p p
图5-5加校正装置前后二阶系统的阶跃响应曲线
期望特性校正法
根据图5-1和给定的性能指标，确定期望的开环对数幅频特性L(® )，并令它等于校正装置 的对数幅频特性Lc(® )和未校正系统开环对数幅频特性L°(® )之和，即
L(①)=Lc(①)+ Lo(①)
当知道期望开环对数幅频特性L(® )和未校正系统的开环幅频特性L0(® )，就可以从Bode 图上求出校正装置的对数幅频特性
Lc(①)=L( ® )-Lo( ® )
据此，可确定校正装置的传递函数，具体说明如下： 设校正前系统为图5-6所示，这是一个0型二阶系统。
图5-6二阶系统的方框图
其开环传递函数为：
K k 2
G0(S) = i—2 = ，其中 T = 1 ，T = ，K = 1，K = 2 ,
0 (TS + 1)(TS +1) (S + 1)( +1) 1 2 1 2
1 2
图5-7二阶系统的模拟电路图
由于图5-7是一个0型二阶系统，当系统输入端输入一个单位阶跃信号时，系统会有一定的 稳态误差，其误差的计算方法请参考实验四“线性定常系统的稳态误差”。
：
系统的超调量：5 < 10%，速度误差系数K > 2。
P v
后者表示校正后的系统为I型二阶系统，使它跟踪阶跃输入无稳态误差。
，由图5-6可得：
L g)二 20lg2- 201g 1 + (?)2 — 201g 1 + (?)2
0 1 5
，相应的开
v
其对数幅频特性曲线如图5-8的曲线L°(虚线)所示。
，取5 = % < 10%,
P
环传递函数为：
S (1 + )
其频率特性为:
妙(1 +晋)
据此作出皿)曲线(KV=®C - ,巴二5 )，如图5-8的曲线L所示。
求 G (S)
c
因为 G(S) = G (S) X G (S)。
c o
所以 (S)二 G (S) S(1 + )
o
(1 + S )(1 + S) (1 + S)
X =—
由上式表示校正装置G (S)是PI调节器，它的模拟电路图如图5-9所示。 c
20
-20dB/dee
5
-20
Ui Ri