串联校正研究.docx

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串联校正研究

东南大学

《控制基础》

实验报告

实验六串联校正研究

姓名：

学号：

专业：

自动化实验室：

常州楼416

同组成员:

实验时间：

报告时间：

评定成绩：

审阅教师：

实验六串联校正研究

一、实验目的：

（1）熟悉串联校正的作用和结构

（2）掌握用Bode图设计校正网络

（3）在时域验证各种网络参数的校正效果

二、实验原理：

（1）校正的目的就是要在原系统上再加一些由调节器实现的运算规律，使控制系统满足性能指标。

由于控制系统是利用期望值与实际输出值的误差进行调节的，所以，常常用“串联校正”调节方法，串联校正在结构上是将调节器Gc（S）串接在给定与反馈相比误差之后的支路上，见下图。

实际上，校正设计不局限这种结构形式，有局部反馈、前馈等。

若单从稳定性考虑，将校正网络放置在反馈回路上也很常见。

（2）本实验取三阶原系统作为被控对象，分别加上二个滞后、一个超前、一个超前-滞后四种串联校正网络，这四个网络的参数均是利用Bode图定性设计的，用阶跃响应检验四种校正效果。

由此证明Bode图和系统性能的关系，从而使同学会设计校正网络。

三、实验设备：

THBDC-1实验平台

THBDC-1虚拟示波器

四、实验线路：

（见后）

五、实验步骤：

（1）不接校正网络，即Gc（S）=1，如总图。

观察并记录阶跃响应曲线，用Bode图解释；

（2）接人参数不正确的滞后校正网络，如图4-2。

观察并记录阶跃响应曲线，用Bode图解释；

（3）接人滞后校正网络，如图4-3。

观察并记录阶跃响应曲线，用Bode图解释；

（4）接人超前校正网络，如图4-4。

观察并记录阶跃响应曲线，用Bode图解释；

（5）接人混合校正网络，如图4-5，此传递函数就是工程上常见的比例-积分-微分校正网络，即PID调节器。

观察并记录阶跃响应曲线，用Bode图解释；

六、预习与回答：

（1）写出原系统和四种校正网络的传递函数，并画出它们的Bode图，请预先得出各种校正后的阶跃响应结论，从精度、稳定性、响应时间说明五种校正网络的大致关系。

全部系统的波特图

原系统波特图

加入图4-2校正后系统波特图

加入图4-3校正后系统波特图

加入4-4校正后系统波特图

加入4-5校正后系统波特图

（2）若只考虑减少系统的过渡时间，你认为用超前校正还是用滞后校正好？

（3）请用简单的代数表达式说明用Bode图设计校正网络的方法

七、报告要求：

（1）画出各种网络对原系统校正的BODE图，从BODE图上先得出校正后的时域特性，看是否与阶跃响应曲线一致。

（2）为了便于比较，作五条阶跃曲线的坐标大小要一致。

原系统阶跃响应

加入4-2校正后系统阶跃响应

加入4-3校正后系统阶跃响应

加入4-4校正后系统阶跃响应

加入4-5校正后系统阶跃响应