实验四典型环节和系统频率特性的测量.docx
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实验四典型环节和系统频率特性的测量
1、实验目的
1、了解典型环节系和统的频率特性曲线的测量方法
2、根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数
二实验设备
1、THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台
2、PC机一台(含“THBDC-1”软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线
三实验内容
(1)惯性环节的频率特性测试
R1=R2=100KC=1uFR0=200K
闭环传递函数为
=
实验记录Bode图
理论计算数据
(2)二阶系统
OP1,惯性环节,
;OP2,积分环节,
;OP3,反相,(-1);
可以得到:
ωn=2.236ζ=1.118
ωn=7.071ζ=0.3536
实验记录波特图Rx=100K
实验记录波特图Rx=10K
仿真结果:
仿真波特图Rx=100K
仿真波特图Rx=10K
校正前
观察响应曲线为
校正后
串联一个惯性装置
波特图校正前后对比
思考题:
1、根据上位机测得的Bode图的幅频特性,就能确定系统(或环节)的相频特性,试问这在什么系统时才能实现?
必须在开环二阶系统中,而且只能确定最小相位系统。
2、实验时所获得的性能指标为何与设计时确定的性能指标有偏差?
因为在设计时,很多计算采用的近似计算,同时实验时用的电阻元件参数与设计不完全一致。
3.什么是超前校正装置和滞后校正装置,他们各利用矫正装置的什么特性对系统进行校正?
答:
超前校正装置用于改善系统的动态性能,实现在系统静态性能不受损的前提下,提高系统的动态性能。
通过加入超前校正环节,利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度,改变系统的开环频率特性。
一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点。
而滞后校正装置则通过加入滞后校正环节,使系统的开环增益有较大幅度增加,同时又使校正后的系统动态指标保持原系统的良好状态。
它利用滞后校正环节的低通滤波特性,在不影响校正后系统低频特性的情况下,使校正后系统中高频段增益降低,从
而使其穿越频率前移,达到增加系统相位裕度的目的。
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- 关 键 词:
- 实验 典型 环节 系统 频率特性 测量