千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯實(shí)驗(yàn)六串聯(lián)校正研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫J(rèn)識(shí)串聯(lián)校正的作用和結(jié)構(gòu)控制用Bode圖設(shè)計(jì)校正網(wǎng)絡(luò)在時(shí)域驗(yàn)證各種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的校正效果二、實(shí)驗(yàn)原理：（1）校正的目的就是要在原系統(tǒng)上再加一些由調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算邏輯，使控制系統(tǒng)滿(mǎn)意性能指標(biāo)。因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)是利用期待值與實(shí)際輸出值的誤差舉行調(diào)節(jié)的，所以，常常用“串聯(lián)校正”調(diào)節(jié)主意，串聯(lián)校正在結(jié)構(gòu)上是將調(diào)節(jié)器Gc(S)串接在給定與反饋相比誤差之后的支路上，見(jiàn)下圖。被控對(duì)象H(S)校正網(wǎng)絡(luò)Gc(S)設(shè)定實(shí)際上，校正設(shè)計(jì)不局限這種結(jié)構(gòu)形式，有局部反饋、前饋等。若單從穩(wěn)定性考慮，將校正網(wǎng)絡(luò)放置在反饋回路上也很常見(jiàn)。被控對(duì)象H(S)校正網(wǎng)絡(luò)Gc(S)設(shè)定（2）本實(shí)驗(yàn)取三階原系統(tǒng)作為被控對(duì)象，分離加上二個(gè)滯后、一個(gè)超前、一個(gè)超前-滯后四種串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)，這四個(gè)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)均是利用Bode圖定性設(shè)計(jì)的，用階躍響應(yīng)檢驗(yàn)四種校正效果。由此證實(shí)Bode圖和系統(tǒng)性能的關(guān)系，從而使學(xué)生會(huì)設(shè)計(jì)校正網(wǎng)絡(luò)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：THBDC-1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)THBDC-1虛擬示波器四、實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路：（見(jiàn)后）五、實(shí)驗(yàn)步驟：（1）不接校正網(wǎng)絡(luò)，即Gc(S)=1，如總圖?？匆?jiàn)并記錄階躍響應(yīng)曲線(xiàn)，用Bode圖解釋?zhuān)唬?）接人參數(shù)不準(zhǔn)確的滯后校正網(wǎng)絡(luò)，如圖4-2。看見(jiàn)并記錄階躍響應(yīng)曲線(xiàn)，用Bode圖解釋?zhuān)唬?）接人滯后校正網(wǎng)絡(luò)，如圖4-3?？匆?jiàn)并記錄階躍響應(yīng)曲線(xiàn)，用Bode圖解釋?zhuān)唬?）接人超前校正網(wǎng)絡(luò)，如圖4-4?？匆?jiàn)并記錄階躍響應(yīng)曲線(xiàn)，用Bode圖解釋?zhuān)唬?）接人混合校正網(wǎng)絡(luò)，如圖4-5，此傳遞函數(shù)就是工程上常見(jiàn)的比例-積分-微分校正網(wǎng)絡(luò)，即PID調(diào)節(jié)器?？匆?jiàn)并記錄階躍響應(yīng)曲線(xiàn)，用Bode圖解釋?zhuān)涣?、預(yù)習(xí)與回答：寫(xiě)出原系統(tǒng)和四種校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，并畫(huà)出它們的Bode圖，請(qǐng)預(yù)先得出各種校正后的階躍響應(yīng)結(jié)論，從精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)光說(shuō)明五種校正網(wǎng)絡(luò)的大致關(guān)系。答：Bode圖見(jiàn)坐標(biāo)紙G1（s）=G2（s）=G3（s）=G4（s）=由G1（s）的Bode圖可知，該校正能夠?qū)⑾到y(tǒng)的截止頻率減小，并且相位滯后，則會(huì)使系統(tǒng)的相角裕度小于0，從而使系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)光變長(zhǎng)，穩(wěn)定性變差，并且低頻段的斜率為0，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能差，誤差大。由G2（s）的Bode圖可知，該校正環(huán)節(jié)造成高頻衰減，使姐汁頻率減小，從而條件時(shí)光變長(zhǎng)；又因?yàn)樵摐蟓h(huán)節(jié)被安頓在低頻段，遠(yuǎn)離截止頻率，因此可以使得相角裕度為正當(dāng)，從而系統(tǒng)穩(wěn)定。傳遞函數(shù)為0型，因此對(duì)階躍信號(hào)的跟蹤有一定誤差由G3（s）的Bode圖可知，該校正環(huán)節(jié)為超前校正，它會(huì)增大開(kāi)環(huán)截止頻率和系統(tǒng)帶寬，其超前相位又能補(bǔ)償原系統(tǒng)中的元件造成的相位滯后，最大超前角頻率在開(kāi)環(huán)截止頻率附近，是系統(tǒng)相角裕度增大，從而改善了系統(tǒng)的瞬態(tài)性能，調(diào)節(jié)之間變短。相對(duì)穩(wěn)定性增大。但對(duì)階躍的跟蹤依然存在誤差。由G4（s）的Bode圖可知，PID控制中低頻段主要是滯后環(huán)節(jié)起作用，提高系統(tǒng)的型，減少穩(wěn)態(tài)誤差；中高頻段主要是超前環(huán)節(jié)起作用，增大截止頻率和相角裕度，提高響應(yīng)速度。若只考慮減少系統(tǒng)的過(guò)渡時(shí)光，你認(rèn)為用超前校正還是用滯后校正巧？答：超前校正能夠?qū)⒃_(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性上調(diào)一定的高度，從而增大截止頻率，因此用超前好。請(qǐng)用容易的代數(shù)表達(dá)式說(shuō)明用Bode圖設(shè)計(jì)校正網(wǎng)絡(luò)的主意答：1.按照系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的要求決定校正增益Kc，并畫(huà)出未校正的伯德圖2.求出為校正系統(tǒng)的相角裕度γ’,若γ-γ’<0，或γ-γ’>65°，則不應(yīng)采用超前校正3.根絕瞬態(tài)指標(biāo)挑選截止頻率，計(jì)算校正環(huán)節(jié)時(shí)光常數(shù)T和T其中C(s)=,T=4.若不能采用超前校正，則按照相角裕度重新挑選截止頻率，該頻率處有，算出未校正系統(tǒng)該處的幅值，由此求出，得到C(s)=，T=10/七、報(bào)告要