實驗六-串聯(lián)校正研究參考

千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯實驗六串聯(lián)校正研究一、實驗目的：認識串聯(lián)校正的作用和結(jié)構(gòu)控制用Bode圖設計校正網(wǎng)絡在時域驗證各種網(wǎng)絡參數(shù)的校正效果二、實驗原理：（1）校正的目的就是要在原系統(tǒng)上再加一些由調(diào)節(jié)器實現(xiàn)的運算邏輯，使控制系統(tǒng)滿意性能指標。因為控制系統(tǒng)是利用期待值與實際輸出值的誤差舉行調(diào)節(jié)的，所以，常常用“串聯(lián)校正”調(diào)節(jié)主意，串聯(lián)校正在結(jié)構(gòu)上是將調(diào)節(jié)器Gc(S)串接在給定與反饋相比誤差之后的支路上，見下圖。被控對象H(S)校正網(wǎng)絡Gc(S)設定實際上，校正設計不局限這種結(jié)構(gòu)形式，有局部反饋、前饋等。若單從穩(wěn)定性考慮，將校正網(wǎng)絡放置在反饋回路上也很常見。被控對象H(S)校正網(wǎng)絡Gc(S)設定（2）本實驗取三階原系統(tǒng)作為被控對象，分離加上二個滯后、一個超前、一個超前-滯后四種串聯(lián)校正網(wǎng)絡，這四個網(wǎng)絡的參數(shù)均是利用Bode圖定性設計的，用階躍響應檢驗四種校正效果。由此證實Bode圖和系統(tǒng)性能的關系，從而使學生會設計校正網(wǎng)絡。三、實驗設備：THBDC-1實驗平臺THBDC-1虛擬示波器四、實驗線路：（見后）五、實驗步驟：（1）不接校正網(wǎng)絡，即Gc(S)=1，如總圖?？匆姴⒂涗涬A躍響應曲線，用Bode圖解釋；（2）接人參數(shù)不準確的滯后校正網(wǎng)絡，如圖4-2?？匆姴⒂涗涬A躍響應曲線，用Bode圖解釋；（3）接人滯后校正網(wǎng)絡，如圖4-3?？匆姴⒂涗涬A躍響應曲線，用Bode圖解釋；（4）接人超前校正網(wǎng)絡，如圖4-4?？匆姴⒂涗涬A躍響應曲線，用Bode圖解釋；（5）接人混合校正網(wǎng)絡，如圖4-5，此傳遞函數(shù)就是工程上常見的比例-積分-微分校正網(wǎng)絡，即PID調(diào)節(jié)器?？匆姴⒂涗涬A躍響應曲線，用Bode圖解釋；六、預習與回答：寫出原系統(tǒng)和四種校正網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)，并畫出它們的Bode圖，請預先得出各種校正后的階躍響應結(jié)論，從精度、穩(wěn)定性、響應時光說明五種校正網(wǎng)絡的大致關系。答：Bode圖見坐標紙G1（s）=G2（s）=G3（s）=G4（s）=由G1（s）的Bode圖可知，該校正能夠?qū)⑾到y(tǒng)的截止頻率減小，并且相位滯后，則會使系統(tǒng)的相角裕度小于0，從而使系統(tǒng)的響應時光變長，穩(wěn)定性變差，并且低頻段的斜率為0，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能差，誤差大。由G2（s）的Bode圖可知，該校正環(huán)節(jié)造成高頻衰減，使姐汁頻率減小，從而條件時光變長；又因為該滯后環(huán)節(jié)被安頓在低頻段，遠離截止頻率，因此可以使得相角裕度為正當，從而系統(tǒng)穩(wěn)定。傳遞函數(shù)為0型，因此對階躍信號的跟蹤有一定誤差由G3（s）的Bode圖可知，該校正環(huán)節(jié)為超前校正，它會增大開環(huán)截止頻率和系統(tǒng)帶寬，其超前相位又能補償原系統(tǒng)中的元件造成的相位滯后，最大超前角頻率在開環(huán)截止頻率附近，是系統(tǒng)相角裕度增大，從而改善了系統(tǒng)的瞬態(tài)性能，調(diào)節(jié)之間變短。相對穩(wěn)定性增大。但對階躍的跟蹤依然存在誤差。由G4（s）的Bode圖可知，PID控制中低頻段主要是滯后環(huán)節(jié)起作用，提高系統(tǒng)的型，減少穩(wěn)態(tài)誤差；中高頻段主要是超前環(huán)節(jié)起作用，增大截止頻率和相角裕度，提高響應速度。若只考慮減少系統(tǒng)的過渡時光，你認為用超前校正還是用滯后校正巧？答：超前校正能夠?qū)⒃_環(huán)系統(tǒng)的頻率特性上調(diào)一定的高度，從而增大截止頻率，因此用超前好。請用容易的代數(shù)表達式說明用Bode圖設計校正網(wǎng)絡的主意答：1.按照系統(tǒng)對穩(wěn)態(tài)誤差的要求決定校正增益Kc，并畫出未校正的伯德圖2.求出為校正系統(tǒng)的相角裕度γ’,若γ-γ’<0，或γ-γ’>65°，則不應采用超前校正3.根絕瞬態(tài)指標挑選截止頻率，計算校正環(huán)節(jié)時光常數(shù)T和T其中C(s)=,T=4.若不能采用超前校正，則按照相角裕度重新挑選截止頻率，該頻率處有，算出未校正系統(tǒng)該處的幅值，由此求出，得到C(s)=，T=10/七、報告要