线性系统综合

实验四线性系统综合

一、实验目的

1.掌握控制系统各种串联控制器的特性。

2.熟练应用各种校正方法与校正系统。

二、实验内容

1.对下列给出的各被控系统，按照对应的性能指标要求，设计串联补偿器

在设计过程中，请使用超前，迟后，迟后——超前这些基本的补偿器。如果这些补偿器不能满足特性要求，请使用其他补偿结构。

在每一种情况，请给出你的设计结果：补偿器传递函数，补偿前后的闭环传递函数，根轨迹图，绘制系统的Bode图，闭环幅频特性，闭环单位阶跃响应曲线，超调量σ%，调节时间ts，相角裕度PM，剪切频率ωc,幅值裕度GM，相角交接频率ωg,相对谐振峰值Mr,谐振频率ωr,带宽频率ωb。

2.补偿器的设计

必须符合实际情况要求，即要保证补偿器极点与零点的比值小于2.如果这个比值必须大于20才能满足要求，则要将该补偿器分级实现。原因在于较大的比值，会使在实际补偿电器元件选择遇到困难。

(1).G(S)= 200

S(0.1S+1)

;PM≥45°, ωc≥50°rad/s;

(2).G(S)= Kv

S(S+1)(S+5)

; R(t)=l(t), ess=0.1,PM=40°三、实验结果

（1）

（2.）

四、思考题

1.简述串联超前，迟后，超前——迟后校正的原理。

利用超前网络的相角超前特性。只要正确的将超前网络的交接频率1\aT 和1\T选在带校正系统截止频率的两旁，并选择参数a和T，就可以使已校正系统截止频率和相角裕度满足性能指标的要求，从而改善闭环系统的动态性能。

利用迟后网络的高频幅值衰减特性，是已校正系统截止频率下降，从而使系统获得足够的相角裕度。

已校正系统响应速度较快，超调量较小，抑制高频嗓声的性能也较好。当未校正系统不稳定，且要求校正后系统的响应速度，相角裕度和稳态精度较高时。