位置隨動系統(tǒng)超前校正

1、課程設計任務書學生姓名： 專業(yè)班級： 自動化 指導教師： 工作單位： 自動化學院 題 目: 位置隨動系統(tǒng)的超前校正 5初始條件：圖示為一位置隨動系統(tǒng)，放大器增益為Ka=20，電橋增益,測速電機增益V.s，Ra=8，La=15mH，J=0.0055kg.m2，Ce=Cm=0.38N.m/A,f=0.22N.m.s,減速比i=0.4要求完成的主要任務: （包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、 求出系統(tǒng)各部分傳遞函數(shù)，畫出系統(tǒng)結構圖、信號流圖，并求出閉環(huán)傳遞函數(shù)；2、 求出開環(huán)系統(tǒng)的截至頻率、相角裕度和幅值裕度，并設計超前校正裝置，使得系統(tǒng)的相角裕度增加10度。3、 用Ma

2、tlab對校正前后的系統(tǒng)進行仿真分析，比較其時域相應曲線有何區(qū)別，并說明原因。時間安排： 任務時間（天）審題、查閱相關資料2分析、計算3編寫程序3撰寫報告1.5論文答辯0.5指導教師簽名： 年 月 日系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日目錄摘要11系統(tǒng)功能簡介22系統(tǒng)功能分析及數(shù)學建模32.1系統(tǒng)各環(huán)節(jié)分析32.1.1 自整角機環(huán)節(jié)32.1.2 放大環(huán)節(jié)42.1.3 直流伺服電機環(huán)節(jié)42.1.4 直流測速環(huán)節(jié)52.1.5減速環(huán)節(jié)62.1.6 主單位負反饋環(huán)節(jié)62.2系統(tǒng)整體建模63系統(tǒng)性能分析73.1 穩(wěn)定性分析73.2幅頻特性和相頻特性分析84系統(tǒng)超前校正裝置設計94.1超前校正可行性分析

3、104.2超前校正裝置參數(shù)計算104.3超前校正后的性能分析124.3.1穩(wěn)定性分析124.3.2幅頻特性和相頻特性分析135系統(tǒng)校正前后的性能對比145.1系統(tǒng)校正前后頻域性能對比145.2校正前后的時域性能對比166.心得與體會20參考文獻21摘要又名伺服控制系統(tǒng),隨動系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸出以一定的精度和速度跟蹤輸入的自動控制系統(tǒng)，并且輸入量是隨機的，不可預知的，位置隨動系統(tǒng)要求輸出量準確跟隨給定量的變化，輸出響應的快速性、靈活性和準確性為位置隨動系統(tǒng)的主要特征。隨動控制系統(tǒng)主要解決有一定精度的位置跟隨問題，如數(shù)控機床的刀具給進和工作臺的定位控制，工業(yè)機器人的工作動作，導彈制導、火炮瞄準等。在

4、現(xiàn)代計算機集成制造系統(tǒng)（CIMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等領域，位置隨動系統(tǒng)得到越來越廣泛的應用。本次課程設計主要研究利用超前校正裝置來改善隨動系統(tǒng)的性能，并對校正前后的系統(tǒng)性能分別在時域和頻域進行對比分析，以得到超前校正的作用。關鍵字：位置隨動系統(tǒng) 超前校正 時域 頻域本次課程設計研究的是位置隨動系統(tǒng)的超前校正，并對其進行分析。關鍵詞：隨動系統(tǒng) 超前校正 相角裕度位置隨動系統(tǒng)超前校正設計1系統(tǒng)功能簡介隨動控制系統(tǒng)又名伺服控制系統(tǒng)。其參考輸入是變化規(guī)律未知的任意時間數(shù)。如圖，位置隨動系統(tǒng)主要由測量元件、放大元件、伺服電動機、變速齒輪組、測速發(fā)電機等基本環(huán)節(jié)構成。該系統(tǒng)用一對電位器作為位置檢測

5、元件，并形成比較電路。發(fā)送端電位器的電刷與給定軸相連；接收端電位器的電刷與負載軸（從動軸）相連。若發(fā)送端電位器的電刷離開平衡位置轉過一個角度，則在接收端電位器電刷的單相繞組上將產生一個偏差電壓 ，此電壓在一定范圍內，正比于誤差角，即兩個電位器電刷角位移之差，所以可得隨動系統(tǒng)中接收電位器所產生的偏差電壓的表達式，它是一個振幅隨誤差角的改變而變化的交流電壓。因此，經過交流放大器放大，放大后的交流信號作用在兩相伺服電動機兩端。由伺服電動機帶動負載和接收電位器的轉子旋轉，使誤差角減小，負載電機轉動與接收的給定值相一致，以達到跟隨的目的。為了使電動機轉速恒定、平穩(wěn)，引入了測速負反饋。系統(tǒng)的被控對象是負載

6、軸，被控量是負載軸轉角，電動機是施執(zhí)行機構，功率放大器起信號放大作用，調制器負責將交流電調制為直流電供給直流測速發(fā)電機工作電壓，測速發(fā)電機是檢測反饋元件。本系統(tǒng)中參考輸入量為所需要轉過的角度，反饋量為負載實際轉過的角度，兩個輸入量經過自整角機將兩角度之差轉換為電壓信號，與測速電機的反饋電信號之差作為放大器的輸入信號，經放大后，伺服電動機SM將會在其放大電壓的作用之下有選擇性的動作。當負載與所要求的位置達到同步時，=0，=0，則SM在測速反饋的作用下達到靜止穩(wěn)定狀態(tài)；當發(fā)生變化時，0，0，則SM在由異步引起的電壓信號的作用下，拖動負載轉過偏差角度，并經過主反饋，直到負載達到新的同步靜止穩(wěn)定狀態(tài)。

7、通過以上環(huán)節(jié)便能實現(xiàn)位置隨動系統(tǒng)。系統(tǒng)的原理圖如圖1所示，系統(tǒng)的方框圖如圖2所示。圖1 位置隨動系統(tǒng)的原理圖自調整環(huán)節(jié)放大器伺服電機減速器自調整環(huán)節(jié)自調整環(huán)節(jié)圖2 位置隨動系統(tǒng)的方框圖2系統(tǒng)功能分析及數(shù)學建模2.1系統(tǒng)各環(huán)節(jié)分析由前面的系統(tǒng)簡介可知，本系統(tǒng)共有6大環(huán)節(jié)，它們分別是自整角機環(huán)節(jié)，放大環(huán)節(jié)，直流伺服電機環(huán)節(jié)，直流測速環(huán)節(jié)，減速環(huán)節(jié)和主單位負反饋環(huán)節(jié)。下面分別對每個環(huán)節(jié)構建數(shù)學模型，并做詳細的分析及相關計算。2.1.1 自整角機環(huán)節(jié)自整角機是一種將轉角變成電壓信號或者將電壓型號變成轉角，以實現(xiàn)角度傳送，變換和指示的原件。它可以在隨動系統(tǒng)中用作機械設備的之間的角度聯(lián)動裝置，以使機械裝置

8、上兩根或兩根以上的轉軸保持同步偏轉或旋轉。通常是兩臺或多臺組合使用。本系統(tǒng)中，通過自整角機將角度信號轉變成為電壓信號。自整角機環(huán)節(jié)的結構圖如圖3所示。 圖3 自整角機結構圖由以上結構圖可得自整角機環(huán)節(jié)的數(shù)學模型為： （1）在初始條件為0的條件下（以下各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)皆在此條件之下，不再說明）求得其傳遞函數(shù)為： （2）2.1.2 放大環(huán)節(jié)放大環(huán)節(jié)的結構圖如圖4所示。-圖4 放大環(huán)節(jié)結構圖由以上結構圖可得放大環(huán)節(jié)的數(shù)學模型為： （3）求得其傳遞函數(shù)為： （4）2.1.3 直流伺服電機環(huán)節(jié)直流伺服電機的結構圖如圖5所示。圖5 直流伺服電機環(huán)節(jié)結構圖電樞控制直流電機的工作實質是將輸入的電能轉換成機械能

9、，也就是由輸入的電樞電壓在電樞回路中產生電樞電流，再由電樞電流與激勵磁通相互作用產生電磁轉矩，拖動負載運動。因此，直流電機的運動方程可有下列方程組得出：其中，為電樞反電動勢，其大小與激勵磁通及轉速成正比，方向與相反，即=；為電動機轉矩系數(shù)， 是電樞電流產生的電磁轉矩，為折算到電機軸上的粘性摩擦系數(shù)，折算到電機軸上的轉動慣量，折算到電機軸上的總負載轉矩。為了方便計算其傳遞函數(shù)，本系統(tǒng)中=0，即為空載情況。由以上方程組可解的以為輸出量，為輸入量的直流電動機微分方程如下： （5）其中， （6）， （7）。 （8）由于,將上述關系帶人式（5），可得到與的關系如下，并對方程兩邊同取Laplace變換，可

10、得如下關系式： （9）由式（9）可得伺服電機的傳遞函數(shù)為： （10）2.1.4 直流測速環(huán)節(jié)直流測速環(huán)節(jié)的結構圖如圖6所示。圖6 直流測速環(huán)節(jié)結構圖測速電機的數(shù)學模型為： （11）其傳遞函數(shù)可表示為： （12）2.1.5減速環(huán)節(jié)減速環(huán)節(jié)的結構圖如圖7所示。圖7 減速環(huán)節(jié)結構圖由圖7可得其傳遞函數(shù)為： （13）2.1.6 主單位負反饋環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)為單位負反饋，模型簡單。2.2系統(tǒng)整體建模通過以上6大環(huán)節(jié)的分析，可以畫出系統(tǒng)的結構圖如圖8所示。圖8系統(tǒng)整體結構圖由結構圖可得系統(tǒng)的信號流程圖，其信號流程圖如圖9所示。i 圖9系統(tǒng)信號流程圖由系統(tǒng)結構圖可以的到系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： (14) （15）

11、將式（2），（4），（10），（12），（13）帶入式（14），（15）經化簡后，其開環(huán)傳遞函和閉環(huán)傳遞函數(shù)如下：3系統(tǒng)性能分析3.1 穩(wěn)定性分析根據(jù)前面的分析與計算，得到了系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，由系統(tǒng)的穩(wěn)定條件可知：線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是系統(tǒng)的全部特征根或閉環(huán)極點都具有負實部，或者說都位于復平面的左半部，因此，用Matlab畫出的零極點分布圖，判別本系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當然，穩(wěn)定判別方法很多，如勞斯穩(wěn)定判據(jù)，Nyquist穩(wěn)定判據(jù)等等，零極點分布圖直觀易懂，此處采用零極點分布圖法。的零極點分布圖如圖10所示，相應的Matlab程序見下。零極點分布圖的Matlab程序num=20 %閉環(huán)傳遞

12、函數(shù)分子den=0.00022 0.124 25 20 %閉環(huán)傳遞函數(shù)分母G=tf(num,den) %閉環(huán)傳遞函數(shù)pzmap(G) %閉環(huán)傳遞函數(shù)零極點分布圖繪制由圖10可知，系統(tǒng)有3個極點，全部在復平面的左半平面，因此系統(tǒng)穩(wěn)定。圖10 系統(tǒng)零極點分布圖3.2幅頻特性和相頻特性分析分析系統(tǒng)的幅頻和相頻特性有Nyquist圖，Bode圖和尼克爾斯圖。奈氏圖常用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由于其難于精確繪制，在奈氏圖上分析動態(tài)性能指標和進行系統(tǒng)設計時是不合適的；與之相反，由于伯德圖能夠精確繪制，所以，可以再伯德圖上進行系統(tǒng)的分析與設計。本設計中，均采用Bode圖分析系統(tǒng)的性能。系統(tǒng)的Bode圖如圖11所

13、示，相應的Matlab程序如下。由圖11可知，系統(tǒng)的截止頻率，幅值裕度，相位穿越頻率，相位裕度。從伯德圖上準確的讀出系統(tǒng)的，和，這是伯德圖的優(yōu)點，另外，可以看到0， 0，同樣可以的到系統(tǒng)是穩(wěn)定的，這也應證了上述關于系統(tǒng)穩(wěn)定的結論。系統(tǒng)對數(shù)圖的Matlab程序：num=20 %開環(huán)傳遞函數(shù)分子den=0.00022 0.124 25 0 %開環(huán)傳遞函數(shù)分母G=tf(num,den) %開環(huán)傳遞函數(shù)mag,phase,w=bode(num,den) %返回bode圖參數(shù)gm,pm,wcg,wcp=margin(mag,phase,w) %返回bode圖參數(shù)margin(G) %開環(huán)傳遞函數(shù)bode

14、圖繪制圖11 系統(tǒng)Bode圖4系統(tǒng)超前校正裝置設計為了完成系統(tǒng)的性能指標，當系統(tǒng)不滿足要求時，需要找到如何改善系統(tǒng)性能的方法，及系統(tǒng)校正。分析法是針對系統(tǒng)的性能和給定的性能指標，選擇合適的校正方法并確定校正環(huán)節(jié)的參數(shù)。4.1超前校正可行性分析本設計要求將相角裕度提高，并要求運用超前校正裝置實現(xiàn)。超前校正的原理就是利用超前相角補償系統(tǒng)的滯后相角，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，增加相角裕度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。而且，超前校正后系統(tǒng)的截止頻率增大，從而閉環(huán)系統(tǒng)的帶寬也增大，使響應速度加快，截止頻率增大后，系統(tǒng)的抗干擾能力變弱，這也是超前校正的缺點。因此，超前校正常受以下兩個因素的制約：(1)閉環(huán)帶寬要求。若為得到

15、規(guī)定的相角裕度，需要超前網絡提供很大的相角超前量，這樣，超前網絡的參數(shù)便會選的很大，從而造成已校正系統(tǒng)的帶寬過大，使得通過的高頻噪聲很高，很可能使系統(tǒng)失控。(2)在截至頻率附近相角迅速減小的系統(tǒng)。因為隨著截止頻率的增大，帶校正的系統(tǒng)相角迅速減小，使得已校正系統(tǒng)的相角裕度改善不是很大，很難達到足夠的相角裕度。在一般情況下，產生相角迅速減小的原因是，在截至頻率附近，有兩個交接頻率相近或相等的慣性環(huán)節(jié)，或有一個振蕩環(huán)節(jié)。而通過前面對校正后的頻率分析可知，本系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，其轉折頻率為，均遠離校正前的截止頻率所以，系統(tǒng)在截至頻率處的剪切率為，且設計要求提高的相角裕度為，并不是很高，因此，綜合考慮

16、，用超前校正來實現(xiàn)是合理可行的。下面將對超前裝置的參數(shù)作詳細計算和分析，并對校正前后的系統(tǒng)性能進行對比，分析，驗證。4.2超前校正裝置參數(shù)計算超前校正裝置就是在前向通道中串聯(lián)傳遞函數(shù)為的裝置，其中, 為可調參數(shù)，加入校正后的系統(tǒng)結構圖如圖12所示。 -圖12 加入校正裝置后的系統(tǒng)結構圖在系統(tǒng)幅頻特性和相頻特性分析中，得到系統(tǒng)校正前的幅值裕度，相位裕度，因此，為使相位裕度達到給定指標所需的補償超前角（超前校正使得系統(tǒng)的截止頻率增加），其中，為校正前的相角裕度，為校正后的相角裕度，為附加的的角度。一般由經驗選取，幅頻特性的剪切率越大，相頻曲線變化越大，因此，當未校正系統(tǒng)的剪切率為時，取，當未校正系

17、統(tǒng)的剪切率為時，取，當未校正系統(tǒng)的剪切率為時，取。本系統(tǒng)的轉折頻率為，截止頻率處的剪切率為，所以取。取，其所需補償?shù)南嘟怯沙靶Ｕb置來提供。其中， 為了提高系統(tǒng)的相角裕度，超前校正將會使系統(tǒng)的截止頻率增大，記新的截止頻率為。取未校正系統(tǒng)的幅值為是的頻率作為校正后的系統(tǒng)的截止頻率。除了從圖上讀出以外，也可通過代數(shù)計算，計算如下， （18） （19） （20）由式（16），（17），（18）可得，校正時使校正裝置的最大超前相角出現(xiàn)在校正后系統(tǒng)的截止頻率上，即，由通過以上的分析與計算，可以的得到校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：加入校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為：4.3超前校正后的性能分析由前節(jié)分析得到了系統(tǒng)校正后的

18、開環(huán)傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)校正后的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 ：下面分析校正后系統(tǒng)的頻域性能。4.3.1穩(wěn)定性分析 在3.1中采用的是最直觀的閉環(huán)零極點分布來判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在在本小節(jié)中，采用勞斯（Routh）穩(wěn)定判據(jù)來分析校正后的系統(tǒng)穩(wěn)定性。勞斯穩(wěn)定性判據(jù)的充分必要條件是勞斯表的第一列系數(shù)的符號全部相同，勞斯表的構建方法如表1所示。表1 勞斯表構建方法由開環(huán)傳遞函數(shù)可得到系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為： （21）通過式（21）及表1構建勞斯表，如表2所示。表2 校正后閉環(huán)特征方程勞斯表由表2 可知，勞斯表的第一列系數(shù)全部大于0，因此，根據(jù)勞斯穩(wěn)定性判據(jù)可得校正后系統(tǒng)穩(wěn)定。4.3.2幅頻特性和相頻特性分析分析校正后的幅

19、頻特性和相頻特性方法同3.2，仍然采用Bode圖分析。校正后系統(tǒng)的Bode圖如圖13所示，相應的Matlab程序如圖13下。圖13 校正后系統(tǒng)對數(shù)坐標圖校正后系統(tǒng)對數(shù)坐標圖的Matlab程序：num=25 20 %開環(huán)傳遞函數(shù)分子den=0. 0.076 15.474 25 0 %開環(huán)傳遞函數(shù)分母G=tf(num,den) %開環(huán)傳遞函數(shù)mag,phase,w=bode(num,den) %返回bode圖參數(shù)gm,pm,wcg,wcp=margin(mag,phase,w) %返回bode圖參數(shù)margin(G) %開環(huán)傳遞函數(shù)bode圖繪制由圖13可知，系統(tǒng)的截止頻率，幅值裕度，相位穿越頻率

20、，相位裕度?？梢钥吹?， 0，同樣可以的到系統(tǒng)是穩(wěn)定的，這也應證了勞斯判據(jù)關于系統(tǒng)穩(wěn)定的結論。5系統(tǒng)校正前后的性能對比5.1系統(tǒng)校正前后頻域性能對比將校正前后的bode圖畫到一個界面內，更有利于校正前后的對比，其bode圖如圖15所示。其matlab程序如下所示。校正前后系統(tǒng)對比圖的Matlab程序：num=20 %開環(huán)傳遞函數(shù)分子den=0.00022 0.124 25 0 %開環(huán)傳遞函數(shù)分母G1=tf(num,den) %開環(huán)傳遞函數(shù)bode(G1,k-) %校正前的伯德圖的繪制，黑色，實線hold on %保持校正前的伯德圖num=25 20 %開環(huán)傳遞函數(shù)分子den=0. 0.076

21、15.474 25 0 %開環(huán)傳遞函數(shù)分母G2=tf(num,den) %開環(huán)傳遞函數(shù)bode(G2,b-.) %校正后的伯德圖的繪制，藍色，點劃線title(系統(tǒng)校正前后bode對比圖) %圖的標題xlabel(頻率rad/sec) %橫坐標圖例gtext(校正前) %增加曲線文本圖例gtext(校正前) %增加曲線文本圖例gtext(校正前) %增加曲線文本圖例gtext(校正前) %增加曲線文本圖例由前面性能分析可知，校正前，系統(tǒng)的截止頻率，幅值裕度，相位穿越頻率，相位裕度。校正后，系統(tǒng)的截止頻率，幅值裕度，相位穿越頻率，相位裕度。相位裕度。因此，校正后，相角裕度提高了，達到了設計的要求

22、。圖15 校正前后系統(tǒng)對數(shù)坐標對比圖由圖15還可看出，超前校正對中頻段的作用明顯，能夠有效改善系統(tǒng)的性能，而對于高頻段，由于未校正系統(tǒng)滯后過大，單級超前校正作用不大，這也正如前面對超前校正約束條件所分析的一般。5.2校正前后的時域性能對比控制系統(tǒng)的性能包括暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，對暫態(tài)過程關心的是系統(tǒng)的最大偏差，快速性，可以用超調量，上升時間，調節(jié)時間等指標來描述。當系統(tǒng)的過渡過程結束后，便會進入穩(wěn)態(tài)，這時關心的是系統(tǒng)的實際輸出與期望輸出的差值，即系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。分析系統(tǒng)校正前后時域性能時，分別在在單位階躍信號輸入和單位斜坡信號輸入研究系統(tǒng)的時域響應。在兩種典型信號的輸入下，系統(tǒng)校正前后的響應曲線

23、如圖16，圖17所示。系統(tǒng)校正前后單位階躍響應Matlab程序如下：num=20 %開環(huán)傳遞函數(shù)分子den=0.00022 0.124 25 0 %開環(huán)傳遞函數(shù)分母G1=tf(num,den) %校正前開環(huán)傳遞函數(shù)G2=feedback(G1,1) %校正前閉環(huán)環(huán)傳遞函數(shù)step(G2,r-) %校正前系統(tǒng)單位階躍響應曲線hold on %保持校正前系統(tǒng)單位階躍響應曲線num=25 20 %校正后開環(huán)傳遞函數(shù)分子den=0. 0.076 15.474 25 0 %校正后開環(huán)傳遞函數(shù)分母G3=tf(num,den) %校正后開環(huán)傳遞函數(shù)G4=feedback(G3,1) %校正后閉環(huán)傳遞函數(shù)st

24、ep(G4,b:) %校正后系統(tǒng)單位階躍響應曲線title(系統(tǒng)校正前后單位階躍響應曲線) %圖的標題legend(校正前,校正后)圖16 校正前后系統(tǒng)單位階躍相應曲線對比圖系統(tǒng)校正前后單位斜坡響應Matlab程序如下：t=0:5:70 %設置時間參數(shù)num=20 %開環(huán)傳遞函數(shù)分子den=0.00022 0.124 25 0 %開環(huán)傳遞函數(shù)分母G1=tf(num,den) %校正前開環(huán)傳遞函數(shù)G2=feedback(G1,1) %校正前閉環(huán)環(huán)傳遞函數(shù)u=t %單位斜坡輸入y1=lsim(G2,u,t) %校正前系統(tǒng)單位斜坡響應num=25 20 %校正后開環(huán)傳遞函數(shù)分子den=0. 0.07

25、6 15.474 25 0 %校正后開環(huán)傳遞函數(shù)分母G3=tf(num,den) %校正后開環(huán)傳遞函數(shù)G4=feedback(G3,1) %校正后閉環(huán)傳遞函數(shù)y2=lsim(G4,u,t) %校正后系統(tǒng)單位斜坡響應plot(t,y1,k-,t,u,r-,t,y2,b:) %繪制上述函數(shù)曲線gtext(校正前) %增加曲線文本圖例gtext(校正后) %增加曲線文本圖例gtext(斜坡信號) %增加曲線文本圖例title(系統(tǒng)校正前后單位斜坡響應曲線) %圖的標題圖17 校正前后系統(tǒng)單位斜坡相應曲線對比圖由圖16和圖17可以清楚的看到，校正前后系統(tǒng)都是穩(wěn)定的。校正前的響應速度慢于校正后的響應速度

26、，這正是由于超前校正為了增大系統(tǒng)的相角裕度，從而增加了系統(tǒng)的截止頻率，也就增加了系統(tǒng)的響應速度，即信號的跟蹤速度。然而，從圖16可以看出，校正前的上升時間，調節(jié)時間，校正后的上升時間，調節(jié)時間，可見，系統(tǒng)的響應速度并不是決定系統(tǒng)上升時間和調節(jié)時間的決定性因素，在剛開始短暫的一段時間內，系統(tǒng)校正后的響應速度明顯快于校正前，之后，優(yōu)勢不再明顯，系統(tǒng)結束暫態(tài)過程，進入穩(wěn)態(tài)。從圖中還可以看出，本系統(tǒng)沒有超調量，即，也沒有峰值時間，系統(tǒng)性能良好。同樣，由圖16，圖17也可以看到，系統(tǒng)校正前后的穩(wěn)態(tài)終值，則，這也正是由于超前校正對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響不大的緣故。另外，穩(wěn)態(tài)誤差也可以通過計算得出，計算如下：單

27、位階躍響應如下：單位斜坡響應如下：與圖上曲線得到的結果相同。因此，可得出如下結論：超前校正是通過增大系統(tǒng)的截止頻率來提高系統(tǒng)的相角裕度的，所以加入超前校正后，增加了系統(tǒng)的帶寬，提高了系統(tǒng)的響應速度，降低了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高了系統(tǒng)的暫態(tài)性能，但對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響不大。上述實驗結論和理論知識完美吻合。6.心得與體會自動控制技術技術幾乎滲透到國民經濟的各個領域及社會生活的各個方面，是當代社會發(fā)展最迅速，應用最廣泛，最引人注目的高科技。小到居家生活，新型家具，大到醫(yī)療國防，現(xiàn)代工業(yè)，無處不有自動控制的身影。通過本次課程設計，自己收獲良多主要有以下幾個方面。鍛煉了自己分析問題，建立模型的能力。剛拿到題目的時候，看著隨動控制系統(tǒng)的超前設計，不知該如何下手，自己唯一有信心的只有系統(tǒng)的超前設計部分。然而，題目只給了系統(tǒng)的原理圖，如果不能構建出系統(tǒng)的模型，分析出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，那么系統(tǒng)的超前校正便無從談起。因此，自己花了一個下午的時間，深入的研究了系統(tǒng)的結構關系，并查閱了課本知識和網上的資料，成功的構建好了系統(tǒng)的方框圖，并分析出了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，向成功邁進了第一步。夯