自控实验报告心得体会,自控原理实验报告,自控原理实验,自控实验报告

最专业的 课后习题答案 分享社区! 实验报告配套教材: 书名:自动控制原理 作者:李国勇 出版社:电子工业出版社 实验报告概述: 自控实验报告 相似答案

马常珺 学 号：

6100311193 专业班级：

自动化 115 班 实验成绩：

实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 一、实验项目名称：典型环节的模拟研究 二、实验要求 1． 了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达 式 2． 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的 影响 三、主要仪器设备及耗材 1．计算机一台（Windows XP 操作系统） 2．AEDK-labACT 自动控制理论教学实验系统一套 3．LabACT6_08 软件一套 四、实验数据及处理结果 1)．观察比例环节的阶跃响应曲线 典型比例环节模拟电路如图 3-1-1 所示。 图 3-1-1 典型比例环节的传递函数：

G(S) ? 典型比例环节模拟电路 U O (S) ?K U i (S) K? R1 R0 单位阶跃响应： U( t ) ? K 实验分析：

1、由电路图可知，当 R1=100k 时，比例系数 K=0.5 数据如下： 其中 CH1（上面一条线）为输入，CH2（下面一条线）为输出。由图可得 K=0.5，并且 是把原图形比例缩小，图像与原图形趋势相同，无相角变化。

2、当 R1=200K 时，比例系数Ｋ＝１。如图所示：输入输出信号重合，线性放大。 结论：比例环节是将输入信号进行无失真地进行放大，此实验放大系数 k 与 R1 有关，成正 相关，改变 R1，比例系数就随之改变，输出信号就相应改变。

2)．观察惯性环节的阶跃响应曲线 典型惯性环节模拟电路如图 3-1-4 所示。 图 3-1-4 典型惯性环节的传递函数：

G(S) ? 典型惯性环节模拟电路 U O (S) K ? U i (S) 1 ? TS , K? R1 , R0 T ? R1 C 单位阶跃响应：

当Ｒ１＝２００ｋ，Ｃ＝１ｕｆ时，T=R1C=0.2s,K=1 如图： 当 t=T 时，U0=K*0.632*Ui=0.632*3.75=2.54 由图得，此时 t=200ms=T。

改变时间常数：当增大 R1 或者 C 时，时间常数就会加大，输出信号跟踪变慢。

改变比例系数：

K 变化时， 只会影响输出幅值， 不会影响时间常数， 它对暂态性能没有影响。

3)．观察积分环节的阶跃响应曲线 典型积分环节模拟电路如图 3-1-5 所示。 图 3-1-5 典型积分环节的传递函数：

G(S) ? 典型积分环节模拟电路 U O (S) 1 ? U i (S) TS , T ? R0 C 单位阶跃响应：

U 0 (t ) ? 1 t T 分析：按照指导书理论计算时间常数 T=0.2s,从图中测量为 0.230s，和理论结果几乎相同， 有点误差是正常的，这是不可避免的。从实验结果可以看出，积分环节是将输入信号进行积 分，因为输入为阶跃信号， 故输出为斜坡信号， 按比例增大，只要阶跃信号在， 就一直增大， 但是不能超过放大器电压。

4)．观察比例积分环节的阶跃响应曲线 典型比例积分环节模拟电路如图 3-1-8 所示.。 典 型 比 图 3-1-8 例 积 分 典型比例积分环节模拟电路 环 节 的 传 递 函 数 ： G(S) ? U O (S) 1 ? K( 1 ? ) , U i (S) TS 1 t） T K? R1 , R0 T ? R1 C 单位阶跃响应：

U O ( t ) ? K（1 ? 分析：按照指导书理论计算时间常数 T=0.4s,从图中测量为 0.410s，和理论结果几乎相同， 有点误差是正常的，这是不可避免的。从实验结果可以看出，输出信号先是进行比放大，然 后在放大后信号基础上进行积分。

改变时间常数：

5)．观察比例微分环节的阶跃响应曲线 典型比例微分环节模拟电路如图 3-1-9 所示。 图 3-1-9 典型比例微分环节模拟电路 典型比例微分环节的传递函数：

G(S) ? U O (S) 1 ? TS ? K( ) U i (S) 1 ? ?S T ?( R1 R2 ? R3 )C R1 ? R2 , ? ? R3 C , K? R1 ? R2 R0 , KD ? T ? 单位阶跃响应：

U 0 (t ) ? KT? (t ) ? K 分析：从图中可以看出输出信号与输入信号微分成正比，开始输入信号变化较大，故输出信 号幅值较大，然后慢慢降低至比例放大倍数，这里 K=（R1+R2）/R0=1,故最终降至输入信 号幅值处。

6)．观察 PID（比例积分微分）环节的响应曲线 PID（比例积分微分）环节模拟电路如图 3-1-11 所示。 图 3-1-11 典型比例积分环节的传递函数： PID（比例积分微分）环节模拟电路 G(S) ? U O (S) K ? K P ? P ? K PTd S U i (S) Ti S , KP ? R1 ? R2 R0 Td ? ( R1 R2 ? R3 )C2 R1 ? R2 , Ti ? ( R1 ? R2 )C1 单位阶跃响应： U 0 ( t ) ? K p TD? ( t ) ? K P ? Kp T t Δ V=Kp×输入电压=2*0.2=0.4，测得此时 Ti=0.023S，与计算值 Ti=（R1+R2）*C1=0.02 相 符。

改变比例常数：当 R0=50K 时，Kp=0.4，Δ V=0.4*0.2=0.08，测得此时 Ti=0.026S,与计算值 0.02 相近。如图： 改变时间常数：R1=20K 时，Ti=（R1+R2）*C1=0.03，Kp=3，Δ V=3*0.2=0.6 测得此时 Ti=0.032，与 0.03 相近。如图： 五、实验心得 通过这次试验， 我对典型环节的阶跃响应有了更加清晰地认识。

懂得了利用模电运算放 大器知识求取传递函数， 同时也学会了正确的在响应曲线中测量时间常数的大小。

对各个典 型环节的电路模型有了初步的认识，可以根据所学知识知识对响应曲线做简答分析。 六、参考资料 1． 《自动控制理论》 ，王时胜、曾明如、王俐等，江西科技出版社 2． 《自动控制理论》 ，夏德钤主编，机械工业出版社 3． 《自动控制理论》 ，胡寿松，航空工业出版社 南昌大学实验报告 学生姓名：

马常珺 学 号：

6100311193 专业班级：

自动化 115 班 实验成绩：

实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 一、实验项目名称：二阶系统瞬态响应和稳定性 二、实验要求 1. 了解和掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法及Ⅰ型二阶闭环系统的传递函数标 准式。

2. 研究Ⅰ型二阶闭环系统的结构参数--无阻尼振荡频率ω n、 阻尼比ξ 对过渡过程的影 响。

3. 掌握欠阻尼Ⅰ型二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标 Mp、tp、ts 的计 算。

4. 观察和分析Ⅰ型二阶闭环系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼的瞬态响应曲线，及在 阶跃信号输入时的动态性能指标 Mp、tp、ts 值，并与理论计算值作比对。 三、主要仪器设备及耗材 1．计算机一台（Windows XP 操作系统） 2．AEDK-labACT 自动控制理论教学实验系统一套 3．LabACT6_08 软件一套 四、实验原理及说明 图 3-1-7 是典型的Ⅰ型二阶单位反馈系统原理方块图。 典型二阶闭环系统原理方块图 K Ⅰ型二阶系统的开环传递函数：G ( S ) ? TiS (TS ? 1) Ⅰ型二阶系统的闭环传递函数标准式：

? ( s) ? 自然频率（无阻尼振荡频率） ： 2 ?n G( S ) ? 2 2 1 ? G(S ) S ? 2??n S ? ?n 图 3-1-7 （3-1-1） （3-1-2） 阻尼比：? ? 1 Ti KT 2 （3-1-3） 有二阶闭环系统模拟电路如图 3-1-8 所示。它由积分环节（A2）和惯性环节（A3） 构成。 图 3-1-8 Ⅰ型二阶闭环系统模拟电路 图 3-1-8 的二阶系统模拟电路的各环节参数及系统的传递函数：

积分环节（A2 单元）的积分时间常数 Ti=R1*C1=1S 惯性环节（A3 单元）的惯性时间常数 T=R2*C2=0.1S 该闭环系统在 A3 单元中改变输入电阻 R 来调整增益 K， R 分别设定为 4k、 40k、 100k 。

模拟电路的各环节参数代入式（3-1-1） ，该电路的开环传递函数为：

R K K 100k G( S ) ? ? 其中K ? 2 ? TiS (TS ? 1) S (0.1S ? 1) R R 模拟电路的开环传递函数代入式（3-1-2） ，该电路的闭环传递函数为： 2 ?n 10K ? ( s) ? 2 ? 2 2 S ? 2??n S ? ?n S ? 10S ? 10K 模拟电路的各环节参数代入式（3-1-3） ，该电路的自然频率、阻尼比和增益 K 的关系式 为： 1 Ti 1 10 ? KT 2 K 2 当 R=100k， K=1 ξ =1.58 >1 为过阻尼响应， 当 R=40k， K=2.5 ξ =1 为临界阻尼响应， 当 R=4k， K=25 ξ =0.316 0<ξ <1 为欠阻尼响应。

欠阻尼二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态指标 Mp 、 tp 、 ts 的计算：

（ K=25 、 ?n ? K T iT ? 10K ?? ? =0.316、 ? n =15.8） ：

MP ? ? ?? 1?? 2 超 调 量 e ? 100% ? 35.1% 峰 值 时 间 ： t p ? ? ?n 1 ? ? 2 ? 0.21 3 调节时间 ： t s ? ?? n ? 0.6 五、实验内容及步骤 Ⅰ型二阶闭环系统模拟电路见图 3-1-8。该环节在 A3 单元中改变输入电阻 R 来调整衰 减时间。

实验步骤：

注：

‘S ST’不能用“短路套”短接！ （1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’ 和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui） ： B1 单元中电位器的左边 K3 开关拨下（GND） ，右边 K4 开关拨下（0/+5V 阶跃） 。阶 跃信号输出（B1 的 Y 测孔）调整为 2V（调节方法：按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮， L9 灯亮，调节电位器，用万用表测量 Y 测孔） 。

（2）构造模拟电路：按图 3-1-8 安置短路套及测孔联线。

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端 CH1 接到 A6 单元信号输出端 OUT（C(t)） 。

注：CH1 选‘×1’档。

（4）运行、观察、记录：

① 运行 LABACT 程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的二阶典型系 统瞬态响应和稳定性实验项目， 就会弹出虚拟示波器的界面， 点击开始即可使用本实验机配 套的虚拟示波器（B3）单元的 CH1 测孔测量波形。也可选用普通示波器观测实验结果。

② 分别将（A11）中的直读式可变电阻调整到 4K、40K、100K，按下 B1 按钮，用示 波器观察在三种增益 K 下，A6 输出端 C(t)的系统阶跃响应，其实际响应曲线参见图 3-1-9.。

③ 改变积分时间常数 Ti（惯性时间常数 T=0.1，惯性环节增益 K=25，R=4K，C2=1u） ， 重新观测结果，记录超调量 MP，峰值时间 tp 和调节时间 ts，填入实验报告。

（计算值实验 前必须按公式计算出） ④ 改变惯性时间常数 T（积分时间常数 Ti=1，惯性环节增益 K=25，R=4K，C1=2u） 重新观测结果，记录超调量 MP，峰值时间 tp 和调节时间 ts，填入实验报告。

（计算值实验 前必须按公式计算出） ★ 在作该实验时， 如果发现有积分饱和现象产生时， 即构成积分的模拟电路处于饱和状态， 波形不出来，请人工放电。放电操作如下：输入端 Ui 为零，把 B5 函数发生器的 SB4 “放电按钮”按住 3 秒左右，进行放电。

实验数据及处理结果 改变惯性环节增益（积分时间常数 Ti=1，惯性时间常数 T=0.1） 六、实验数据及结果 参数 项目 ξ >1 过 阻 尼 ξ =1 临 界 阻尼 自然频率 输入电阻 增益 Wn R（A3） K （计算值) 100K 1 3.16 阻尼比 ξ （计算值) 1.58 × 40K 2.5 5 1 0.17 0.16 0.36 4K 25 15.81 0.316 0.351 0.52 2K 50 22.36 0.22 0.492 0.15 0.14 0.22 0.21 0.79 0.61 0.37 0.36 0.8 0.6 0.66 0.6 × × 超调量 MP(%) 测量值 计算值 × 峰值时间 tP 测量值 计算值 × 调节时间 tS 测量值 计算值 × 10K 0<

ξ <1 欠 阻 尼 10 10 0.5 如下图 １、Ｒ＝１００ｋ时，Ｋ＝１，ξ =1.58 为过阻尼响应，由图中可以看出阶跃响应为单调上 升的，超调量为 0，符合理论。 ２、Ｒ＝４０ｋ时，Ｋ＝１，ξ =1 为临界阻尼响应。此时阶跃响应为单调上升的，超调量 为 0，相比上图上升时间缩短了，即响应速度加快了。 3、R=10K 时，K=10，ξ =0.5 为欠阻尼响应。测得 Tp=0.37，此时响应曲线为震荡衰减的， Ts=0.660s，超调量为 0.35/2.03=17.2%，虽然有了超调，但是响应速度加快了。 3、R=4k 时，K=25，ξ =0.316 为欠阻尼响应。测得 Tp=0.22s 5、R=2K 时，K=50，ξ =0.22 为临界阻尼响应。测得 Tp=0.15 6、C2=2u、Tp=0.3 六、实验心得 本次实验是做的二阶系统的阶跃响应，对于二阶系统来说 ，它有欠阻尼、临界阻尼和过 阻尼， 不同的系统具有不同的性质。

本次实验把三种情况都进行了实验， 并进行了简要分析。

通过这次试验，我对典型二阶系统模拟电路的构成方法有了更加直观的理解，同时，通过观 察比较过阻尼，临界阻尼和欠阻尼响应，对典型二阶系统的阶跃响应有了更深刻的认识。 七、参考资料 1． 《自动控制理论》 ，王时胜、曾明如、王俐等，江西科技出版社 2． 《自动控制理论》 ，夏德钤主编，机械工业出版社 3． 《自动控制理论》 ，胡寿松，航空工业出版社 南昌大学实验报告 学生姓名：

马常珺 学 号：

6100311193 专业班级：

自动化 115 班 实验成绩：

实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实一、验项目名称：一阶惯性环节的频率特性曲线 二、实验要求 了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图） 、幅相曲线（奈奎斯特图）的构造及绘 制方法 三、主要仪器设备及耗材 1．计算机一台（Windows XP 操作系统） 2．AEDK-labACT 自动控制理论教学实验系统一套 3．LabACT6_08 软件一套 四、实验原理及说明 频域分析法是应用频率特性研究线性系统的一种经典方法。它以控制系统的频率特性 作为数学模型， 以波德图或其他图表作为分析工具， 来研究和分析控制系统的动态性能与稳 态性能。

1、波德图：

波德图又称对数频率特性曲线（包括对数幅频和相频两条曲线） ，由于方便实用，因此 被广泛地应用于控制系统分析时的作图。

对数频率特性曲线的横坐标统一为角频率ω ，并按十倍频程（dec）对数分度，单位是弧度/ 秒[rad/s]。对数幅频特性曲线的纵坐标表示对数幅频特性的函数值，为均匀分度，单位是分 贝[dB]。对数相频特性曲线的纵坐标表示相频特性的函数值，为均匀分度，单位是度[°]。

对数幅频特性定义为：

L(? ) ? 20lg A(? ) ?( ? ) ? ?A( ? ) （3-2-1） 2．极坐标图：

极坐标图又称幅相频率特性曲线（简称幅相曲线） ，还称奈奎斯特图。其特点是把频率 看成参变量， 当ω 从 0→∞时将频率特性的幅频和相频特性或实频和虚频特性同时表示在复 数平面上。

实频特性定义为：

虚频特性定义为： Re(? ) ? Re[ A( ? )] ? A( ? ) cos[?( ? )] （3-2-2） （3-2-3） 五、实验内容和步骤 本实验将数/模转换器（B2 ）单元作为信号发生器，自动产生的超低频正弦信号的频率 从低到高变化（0.5Hz~64Hz） ，OUT2 输出施加于被测系统的输入端 r(t)，然后分别测量被测 系统的输出信号的对数幅值和相位，数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。

惯性环节的频率特性测试电路见图 3-2-1。 图 3-2-1 实验步骤： 惯性环节的频率特性测试电路 （1）将数/模转换器（B2）输出 OUT2 作为被测系统的输入。

（2）构造模拟电路：按图 3-2-1 安置短路套及测孔联线，表如下。

（a）安置短路套 （b）测孔联线 模块号 1 2 A1 A6 跨接座号 S2，S6 S4，S7，S9 1 2 3 4 5 相位测量 信号输入 运放级联 B2（OUT2）→A1（H1） A1（OUT）→A6（H1） A6 （OUT） → A8 （CIN1） A8 （COUT1） → B4 （A2） B4（Q2）→ B8（IRQ6） 6 幅值测量 A6（OUT）→ B7（IN6） （3）运行、观察、记录：

① 运行 LABACT 程序，选择自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析-实验项 目，选择一阶系统，就会弹出虚拟示波器的频率特性界面，点击开始，实验机将自动产生 0.5Hz~64Hz 多个频率信号，测试被测系统的频率特性，等待将近十分钟，测试结束。

② 测试结束后，可点击界面下方的“频率特性”选择框中的任意一项进行切换，将显 示被测系统的对数幅频、相频特性曲线（伯德图）和幅相曲线（奈奎斯特图） ，同时在界面 上方将显示该系统用户点取的频率点的 L、 ? 、Im、Re 等相关数据。点击停止后，将停止 示波器运行。

③ 改变惯性环节开环增益：

改变 A6 的输入电阻 R=50K、 100K、 200K。

C=1u， R2=50K （T=0.05） 。

改变惯性环节时间常数：

改变 A6 的反馈电容 C2=1u、 2u、 3u。

R1=50K、 R2=50K （K=1） 注：本实验要求惯性环节开环增益不能大于 1。 六、实验数据及处理结果 改变惯性环节开环增益：

改变 A6 的输入电阻 R=50K、 100K、 200K。

C=1u， R2=50K （T=0.05） 。

R=50K T=R2C=0.05 K=1 依次是：极坐标图，伯德图的幅频特性，伯德图的相频特性 R=100k T=R2C=0.05 K=0.5 R=200k T=R2C=0.05 K=0.25 改变惯性环节时间常数：改变 A6 的反馈电容 C2=1u、2u、3u。R1=50K、R2=50K（K=1） C2=1u T=R2C=0.05 转折频率 f=1/(2*PI*T)=3.18Hz 如图 C2=2u T=R2C=0.1 转折频率 f=1/(2*PI*T)=1.6Hz 如图： C2=3u T=R2C=0.15 转折频率 f=1/(2*PI*T)=1.06 如图： 七、实验数据分析及心得 通过以上实验数据可以得到：

1、当改变 R1 时，系统的开环增益随之改变，时间常数 T 不变，相 对 应的伯德图中， 低频段的幅频特性跟随 R1 相应变化。R1 变大，则幅频特性上移，R1 变小，则幅频特性下 移。

2、当改变电容 C2 时，系统的开环增益不变，T 相应改变，则对应的转折频率随之改变。

C2 变小，则时间常数 T 变小，转折频率加大； C2 变大，则时间常数 T 变大，转折频率减小。

3、通过这次自动控制原理实验,使我对自动控制原理有了更进一步的探究，以及对其特性有 了更深刻的理解。通过该实验，将理论知识和实践相结合，激发了学习的积极性，根据实验 结果应用理论知识对其进行解释，加深了对系统频率特性的理解。 八、参考资料 1． 《自动控制理论》 ，王时胜、曾明如、王俐等，江西科技出版社 2． 《自动控制理论》 ，夏德钤主编，机械工业出版社 3． 《自动控制理论》 ，胡寿松，航空工业出版社 南昌大学实验报告 学生姓名：

马常珺 学 号：

6100311193 专业班级：

自动化 115 班 实验成绩：

实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实一、验项目名称 频域法串联迟后校正 二、实验要求 1．了解和掌握二阶系统中的闭环和开环对数幅频特性和相频特性（波德图）的构造及绘 制方法。

2．了解和掌握迟后校正的原理，及迟后校正网络的参数的计算。

3．熟练掌握使用本实验机的二阶系统开环对数幅频特性和相频特性的测试方法。

4． 观察和分析系统未校正和串联迟后校正后的开环对数幅频特性 L (? ) 和相频特性 ? (? ) ， 幅值幅值穿越频率处ω c′，相位裕度γ ，并与理论计算值作比对。 三、实验原理及说明 频域法校正主要是通过对被控对象的开环对数幅频特性和相频特性 （波德图） 观察和分 析实现的。

串联迟后校正的原理是利用迟后校正网络其高频幅值衰减的特性， 以降低已校正 系统的系统开环截止频率， 从而获得足够的相角裕度。

迟后校正网络的最大迟后相位角 ? m 应 力求避免发生在已校正的幅值穿越频率处ω c′附近。对于系统的响应速度要求不高，而抑 制噪声电平性能要求较高的系统可采用该校正。

如果未校正系统已具备满意的动态性能， 也 可采用该校正方法以提高系统的稳态精度，同时保持动态性基本不变。

迟后校正网络的电路图及伯德图见图 3-3-12。 图 3-3-12 迟后校正网络的电路图及伯德图 迟后校正网络传递函数为： GC ( S ) ? 1 ? bTS 1 ? TS （3-3-8） （3-3-9） 设校正后的截止频率为 ? C '

，则网络的参数为：

? 20lgb ? L( ?C '

) ， 频率 为了避免最大迟后角发生在已校正系统开环截止频率ω c′附近，通常使网络的交接 ω 2=1／bT 远小于ω c′，一般取 0.1ω c′。 1 ? 0.1? C '

， bT b? R5 ， R4 ? R5 T ? ( R4 ? R5 )C （3-3-10） 三．实验内容及步骤 1．未校正系统的时域特性的测试 未校正系统模拟电路图见图 3-3-13。

本实验将函数发生器 （B5） 单元作为信号发生器，OUT 输出施加于被测系统的输入端 Ui，观察 OUT 从 0V 阶跃+2.5V 时被测系统的时域特性。 图 3-3-13 未校正系统模拟电路图 图 3-3-13 未校正系统的开环传递函数为：G( S ) ? 10 0.2S(1? 0.1S) 模拟电路的各环 节参数：

积分环节（A2 单元）的积分时间常数 Ti=R1*C1=0.2S， 惯性环节（A3 单元）的惯性时间常数 T=R2*C2=0.1S。

开环增益 K=R2/R3=10 在时域特性特性曲线上可测得时域特性：

超调量 Mp=50.0%， 调节时间 ts= 0.920S， 峰值时间 tp= 0.14S 图 3-3-14 未校正系统模拟电路的时域特性曲线 2．未校正系统的频域特性的测试 本实验将数/模转换器（B2 ）单元作为信号发生器，自动产生的超低频正弦信号的频率 从 0.5Hz 到 16Hz 变化， OUT2 输出施加于被测系统的输入端 r(t)， 然后分别测量被测系统的 输出信号的对数幅值和相位， 数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。

未校正系统频域特性 测试的模拟电路图见图 3-3-15。 图 3-3-15 未校正系统频域特性测试的模拟电路图 图 3-3-15 的被测二阶系统的开环对数幅频、相频曲线见图 3-3-16~17 所示。 图 3-3-16 未校正系统开环相频特性曲线 图 3-3-17 未校正系统开环幅频特性曲线 在图 3-3-16 未校正系统模拟电路的相频特性曲线上可测得未校正系统频域特性：

穿越频率ω c= 21.36 rad/s ， 相位裕度γ = 26° 3．迟后校正网络的设计 ① 如果设计要求校正后系统的相位裕度γ ′=50°， 考虑到迟后校正网络在新的截止频率 ? C '

处会产生一定的相角迟后 ?( ?C '

) ，因此， ? '

? ? ( ?C '

) ? ?( ?C '

) ，取 ?( ?C '

) ? ?6 0 ， 则 ? ( ?C '

) ? 500 ? 6 0 ? 560 。 ② 在未校正系统开环相频特性曲线中可测得γ =56°时的角频率ω 为 6.28 rad/s 。

该角频率ω 即为校正后的穿越频率ω c′。

③ 在未校正系统开环幅频特性曲线中可测得： ? C '

=6.28 rad/s 处的迟后校正网络对数幅频值为：

L( ?C '

) ? 16.24dB ④ 据式 3-3-9 可计算出网络的参数：

? 20lgb ? L( ?C '

) ， ⑤ 据式 3-3-10 R5=875K 迟 后 校 正 网 络 传 递 函 数 为 ：

（3-3-11） 4．串联迟后校正系统的频域特性的测试 可计算出：

T ? b ? 0 . 1 5， 4 1 0.1?C '?b ? 10.34 令 C=10u，计算出：

R4=159K， GC ( S ) ? 1?1 . 5 9 S 1?1 0 . 3 4 S 串联迟后校正系统频域特性测试的模拟电路图见图 3-3-18。

图 3-3-18 串联迟后超前校正后系统的传递函数为：

G( S ) ? 1 ? 1.59S 10 ? 1 ? 10.34S 0.2S(1? 0.1S) 图 3-3-18 串联迟后校正系统频域特性测试的模拟电路图 运行、观察、记录：

图 3-3-18 的被测二阶系统的开环对数幅频、相频曲线见图 3-3-19 和图 3-3-20 所示 3-3-20 所示。

在图 3-3-20 串联迟后校正后的相频特性曲线上可测得串联迟后校正后系统的频域特 性：

穿越频率ω c= 6.28 rad/s 相 位 裕 度 γ = 52 ° 测 试 结 果 表 明 符 合 设 计 要 求 图 3-3-19 串联迟后校正后系统开环幅频特性曲线 图 3-3-20 。 串联迟后校正后系统开环相频特性曲线 5．串联迟后校正系统的时域特性的测试 图 3-3-21 串联迟后校正系统时域特性测试的模拟电路图 运行、观察、记录：图 3-3-21 串联迟后校正后系统模拟电路的时域特性曲线见图 3-3-22。 图 3-3-22 串联迟后校正后系统模拟电路的时域特性曲线 在串联迟后校正后的时域特性曲线上可测得：超调量 Mp=21.7 % 峰值时间 tp=0.44S 四、实验分析及心得 这次实验是有关校正装置实验，理论课上主要学习了串联超前校正和串联滞后校正。

做本次实验时，开始由于疏忽，在做超前校正时，软件自动绘制的是闭环频率特性，开始时 没注意，后来感觉不对，以为是试验箱除了问题，但是好几个人的图像都差不多，感觉不是 试验箱问题，而是软件设定问题，所以就改成开环频率特性，但是一点鼠标图像就有一次较 大突变，后来才知道这是切换对于信号产生了影响，只有当软件取完所有点才可进行切换， 这样才可以，所以只有滞后校正才得出正确实验结果。

由实验结果可以得出校正后系统的剪切频率降低了，超调量减小了，调整时间缩短了， 体现出了低通滤波器的特性。通过实验记你一步加深了对校正装置的理解。 五、参考资料 1． 《自动控制理论》 ，王时胜、曾明如、王俐等，江西科技出版社 2． 《自动控制理论》 ，夏德钤主编，机械工业出版社 3． 《自动控制理论》 ，胡寿松，航空工业出版社 

自控实验报告 实验课题：轮船抛锚的自动控制系统背景：锚是轮船安全必不可少的设备。当轮船靠近海岸时，首先由轮船的探测系统把轮船所在的海底地形及海平面距海底的距离发...

文档简介 自控实验报告 文档日志 暂无日志信息 文档留言 暂无留言信息 文档信息 文档上传人: qijiee0369 文档格式:DOCX 文档页数:26 下载积分:800

自动控制原理实验报告 实验一 典型环节及其阶跃响应 一、实验目的 1. 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法. 2. 掌握控制系统时域性...

《自控实验报告心得体会,自控原理实验报告,自控原理实验,自控实验报告》出自:QQ空间素材网
链接地址：http://www.qzoneai.com/sucai/CBpseGjYjwMsEoyJ.html