实验五控制系统校正Word格式.docx
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三.实验原理
1.串通校订装置对系统牢固性及瞬态性能的影响,设单位反响系统的结构以以下图所示:
①超前校订方案:
②滞后校订方案:
③超前——滞后校订方案:
2.设计校订装置并考据设计的校订装置可否满足系统的性能要求
①未校订系统的原理方块图以以下图所示:
②加上校订装置后系统的原理方块图以以下图所示:
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四.实验内容及数据办理
(一)串通校订对系统性能的影响
测得数据以下表:
1.GCs1,未校订前的系统性能指标①δ%=25时,K=1.2,ts
图一
②增大K,出现临界振荡,此时K临界=11
图二
2.接入超前校订环节,即GCs
1,测试系统性能指标
1
①保持K临界=11不变,此时δ,ts
图三
②调治K,使δ%=25,此时K=5,ts
图四
3.去除超前校订,接入滞后校订,即设置GCs
30s
图五
②调治K,使δ%=25,此时K=0.06,ts
图六
4.去除滞后校订环节,接入超前—滞后校订环节,即
1s
GCs
,,测试系统
12s
性能指标
图七
②调治K,使δ%=25,此时K=13.5,ts
图八
(二)串通校订装置的设计
1.GCs1,未校订前的系统性能指标,δ,ts
图九
2.接入校订环节,即
,测试系统性能指标,δ,ts
图十
五.思虑谈论
(1)实验一中采用的几种校订装置,各有什么特点?
如何采用校订装置的种类?
答:
超前校订装置:
调治时间短,调治速度快,但牢固性不好;
滞后校订装置:
牢固性好,但缺点是调治时间太长,快速性不好;
超前—滞后校订装置兼具了两者的优点,同时避开了两者的缺点,不但牢固性好,调治时间也快。
(2)在实验一中,当开环增益倍数K等于原系统的K临界时,采用哪一种校订方案使得系统的
动向性能最好?
由各个校订装置的响应曲线看,当开环增益倍数K等于原系统的K临界时,采用超前—滞后校订装置对系统的动向性能最好,超调量小,同时调治时间也短。
(3)在实验一中,当σ%=25时,采用哪一种校订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?
超前校订系统
(4)在实验内容二中,是采用什么校订方式?
有何特点?
超前校订装置。
加入超前校订装置后调治时间变短,超调量减小。
Ⅱ.串通校订装置对系统特点(频域)的影响
深刻领悟相位超前校订装置、相位滞后校订装置、相位滞后—超前校订装置对开环频率特点的影响及其对闭环系统的影响。
三.实验内容
1.相位超前校订—微分校订对开环频率特点的影响,取
Gks
7
,校订
s
1s1
装置
=0.5)
(
s1
GC
GksGCs
2.相位滞后校订—积分校订对开环频率特点的影响,取
2
,校订装置
Gks
s0.5s12
Ts
1(
=10)
3.相位滞后—超前校订—微分—积分校订对开环频率特点的影响,取
20
,
ss1s
T1s1T2s
校订装置GCs
T1s
1T2s
四.数据办理
(2).对未校订前的系统进行频域性能解析(要求列出性能指标)
(4)依照实验数据、曲线,对实验结果加以谈论、解析,得出实验结论。
由上述实验数据以及曲线解析可知:
超前校订装置的加入可以调治使系统牢固,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;
滞后校订装置的加入可以调治使系统牢固,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治使系统牢固,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。
(1)滞后—积分环节的校订,使频率较高部分幅值如何变化?
可提高那一类系统的牢固性?
滞后—积分环节的校订,使频率较高部分的幅值减小,可提高相位较大系统的校订。
(2)超前—微分环节的校订,使频率较高部分幅值如何变化?
可提高哪一类系统的牢固性?
超前—微分环节的校订,使频率较高部分的幅值增大,可提高相位较小系统的校订。
(3)相位滞后—超前—微分—积分校订对系统的性能会产生哪些影响?
相位滞后—超前—微分—积分校订,主若是利用其超前部分提高相位较小系统的校订,增大其相角裕度;
利用滞后部分提高相位较大系统的校订,增大系统的增大幅值裕度。
Ⅲ.实验总结
经过此次试验,认识了什么是相位超前校订、滞后校订、滞后超前校订,以及对对系统性能
的影响。
经过MATLAB授课系统仿真软件对原系统、校订装置、加入校订装置后的系统进行时域
以及频域仿真,不但熟悉了软件使用方法,更对相应知识点加深了理解,相信今后对超前校订、
滞后校订、滞后超前校订的特点及其合用范围会有更深的理解。
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