实验三、连续系统的频率法串联校正

2012-2013 学年第1 学期
院别: 控制工程学院
课程名称: 自动控制原理
实验名称: PID控制特性的实验研究实验教室: 6111
指导教师:
小组成员（姓名，学号）:
实验日期：2012 年月日
评分：
一、 实验目的：
1. 加深理解串联校正装置对系统性能的校正作用。

2. 对给定系统进行串联校正设计，并通过模拟实验检验设计的正确性。

二、 实验任务及要求：
（一） 实验任务：
对于给定的单位负反馈闭环系统如图1和图2所示，图中开关S 断开时对应校正前的系统，图1中当S 接通时串入超前校正环节；图2 中当S 接通时串入滞后校正环节，要求根据性能指标的要求，自行设计校正装置的参数，使系统满足期望的性能指标要求。

图1 模拟电路图（含超前环节）
图2 模拟电路图（含滞后环节）
（二） 实验要求：
1. 写出原系统的开环、闭环传递函数，分别绘制bode 图和step 图，图解法求出原系统的稳定裕度、截止频率、超调量以及调节时间。

2. 如图1所示，期望系统的性能指标为：相角裕度 545±=γ，幅值裕度dB h 10≥，超调量%30%≤σ，要求用超前校正设计，已知原系统参数如下：ΩK R 1001=,F C μ11=，ΩK R R 20032==，F C μ1.03=， ΩK R 3005=，根据指标要求设计出4R 和2C 的值，并使系统满足指标要求。

3. 如图2所示，期望系统的性能指标为：相角裕度 350±=γ，幅值裕度dB h 10≥，
超调量%02%≤σ，要求用滞后校正设计，已知原系统参数如下：ΩK R 1001=,F C μ11=，Ω=+K R R 00432，F C μ1.03=， ΩK R 3005=。

根据指标要求设计出2R 、3R 和2C 的值，并使系统满足指标要求。

4. 每一种校正都要通过画step 图和bode 图验证，并且列表记录校正前后的指标：
稳定裕度、截止频率、超调量以及调节时间。

三、实验方案设计（含实验参数选择、控制器选择、仿真程序等）
四、实验结果（含仿真曲线、数据记录表格、实验结果数据表格及实验分析与结论等）
五、实验总结：（含建议、收获等）。