自动控制原理 控制系统串联校正装置的设计

实验六 控制系统串联校正装置的设计

一、实验目的

应用频率校正法，对给定系统进行串联校正设计，并在模拟学习机上加以实现，验证设计的正确性。

二、实验仪器设备

（1）AC －1自动控制综合实验仪 一台

（2）数字计算机（配有AD/D 卡） 一台

（3）数字万用表 一块

三、设计任务与要求

1. 已知单位反馈系统的开环传递函数为：

)

1()(0+=s s K s G 当输入信号r (t) = 1时，要求：稳态误差0.1ss e ≤；开环截止频率4.4'0≥ω（rad/s ）；相角裕度045'≥γ；幅值裕度dB h 10'≥，试设计系统的串联超前校正装置。

2. 已知单位反馈系统的开环传递函数为：

)

12.0)(11.0()(0++=s s s K s G 要求：校正后系统的静态速度误差等于30（1/s ）；相角裕0'40≥γ；幅值裕度dB h 10'≥，

开环截止频3.2'

0≥ω（rad/s ）；试设计系统的串联滞后校正装置。 四、实验内容

（1）为了满足系统给出的开环截止频率和相角裕度的要求，利用数字计算机进行频率特性的计算，选择校正网络的参数、电容和电阻值。

（2）将设计的校正装置接入系统中，观察校正后系统的阶跃响应曲线，并检验是否满足给定的性能指标要求。

（3）若校正后，系统性能指标未达到给定的要求，应适当调节校正装置中的电阻，直至各项性能指标均满足要求为止。如果调节电阻无法达到，则需重新设计。

（4）应用MATLAB 软件的SIMULINK 仿真环境对校正前后的系统进行仿真，计算频率特性，并与实验结果进行比较。

五、实验报告要求

（1）实验完毕，利用实验数据文件，按实验指导老师的要求打印部分实验曲线，以便完成实验报告。

（2）给出校正前后系统的传递函数及其模拟电路；

（3）根据校正装置设计的要求给出设计过程；

（4）根据系统校正前后的阶跃响应曲线，分析校正的作用及特点。