实验五 控制系统校正Word文档格式.docx
《实验五 控制系统校正Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验五 控制系统校正Word文档格式.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.自动控制实验教学软件包。
三.实验原理
1.串联校正装置对系统稳定性与瞬态性能的影响,设单位反应系统的结构如如下图所示:
①超前校正方案:
②滞后校正方案:
③超前——滞后校正方案:
2.设计校正装置并验证设计的校正装置是否满足系统的性能要求
①未校正系统的原理方块图如如下图所示:
②加上校正装置后系统的原理方块图如如下图所示:
四.实验内容与数据处理
〔一〕串联校正对系统性能的影响
测得数据如下表:
1.,未校正前的系统性能指标
①δ%=25时,K=1.2,=7.013
图一
②增大K,出现临界振荡,此时=11
图二
2.接入超前校正环节,即,测试系统性能指标
①保持=11不变,此时δ%=50.4,=1.838
图三
②调节K,使δ%=25,此时K=5,=1.503
图四
3.去除超前校正,接入滞后校正,即设置,测试系统性能指标
①保持=11不变,此时δ%=62.7,=15.37
图五
②调节K,使δ%=25,此时K=0.06,=114.6
图六
4.去除滞后校正环节,接入超前—滞后校正环节,即,,测试系统性能指标
①保持=11不变,此时δ%=21.9,=3.564
图七
②调节K,使δ%=25,此时K=13.5,=2.705
图八
〔二〕串联校正装置的设计
1.,未校正前的系统性能指标,δ%=60.4,=2.677
图九
2.接入校正环节,即,测试系统性能指标,δ%=16.5,=0.2654
图十
五.思考讨论
〔1〕实验一中采用的几种校正装置,各有特点?
如何选用校正装置的类型?
答:
超前校正装置:
调节时间短,调节速度快,但稳定性不好;
滞后校正装置:
稳定性好,但缺点是调节时间太长,快速性不好;
超前—滞后校正装置兼具了两者的优点,同时避开了两者的缺点,不仅稳定性好,调节时间也快。
〔2〕在实验一中,当开环增益倍数K等于原系统的K临界时,采用哪种校正方案使得系统的动态性能最好?
由各个校正装置的响应曲线看,当开环增益倍数K等于原系统的K临界时,采用超前—滞后校正装置对系统的动态性能最好,超调量小,同时调节时间也短。
〔3〕在实验一中,当σ%=25时,采用哪种校正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?
超前校正系统
〔4〕在实验内容二中,是采用校正方式?
有何特点?
超前校正装置。
参加超前校正装置后调节时间变短,超调量减小。
Ⅱ.串联校正装置对系统特性〔频域〕的影响
深刻体会相位超前校正装置、相位滞后校正装置、相位滞后—超前校正装置对开环频率特性的影响与其对闭环系统的影响。
三.实验内容
1.相位超前校正—微分校正对开环频率特性的影响,取,校正装置〔=0.5〕
2.相位滞后校正—积分校正对开环频率特性的影响,取,校正装置T=0.02〔=10〕
3.相位滞后—超前校正—微分—积分校正对开环频率特性的影响,取,校正装置T1=1.43T2=6.67〔=10〕
四.数据处理
〔2〕.对未校正前的系统进展频域性能分析〔要求列出性能指标〕
〔4〕根据实验数据、曲线,对实验结果加以讨论、分析,得出实验结论。
答:
由上述实验数据以与曲线分析可知:
超前校正装置的参加可以调节使系统稳定,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;
滞后校正装置的参加可以调节使系统稳定,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—超前装置参加可以调节使系统稳定,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—积分环节的校正,使频率较高局部幅值如何变化?
可提高那一类系统的稳定性?
滞后—积分环节的校正,使频率较高局部的幅值减小,可提高相位较大系统的校正。
〔2〕超前—微分环节的校正,使频率较高局部幅值如何变化?
可提高哪一类系统的稳定性?
超前—微分环节的校正,使频率较高局部的幅值增大,可提高相位较小系统的校正。
〔3〕相位滞后—超前—微分—积分校正对系统的性能会产生哪些影响?
相位滞后—超前—微分—积分校正,主要是利用其超前局部提高相位较小系统的校正,增大其相角裕度;
利用滞后局部提高相位较大系统的校正,增大系统的增大幅值裕度。
Ⅲ.实验总结
通过此次试验,了解了是相位超前校正、滞后校正、滞后超前校正,以与对对系统性能的影响。
通过MATLAB教学系统仿真软件对原系统、校正装置、参加校正装置后的系统进展时域以与频域仿真,不仅熟悉了软件使用方法,更对相应知识点加深了理解,相信以后对超前校正、滞后校正、滞后超前校正的特点与其适用X围会有更深的理解。