千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯實驗六串聯校正研究一、實驗目的：認識串聯校正的作用和結構控制用Bode圖設計校正網絡在時域驗證各種網絡參數的校正效果二、實驗原理：（1）校正的目的就是要在原系統上再加一些由調節器實現的運算邏輯，使控制系統滿意性能指標。因為控制系統是利用期待值與實際輸出值的誤差舉行調節的，所以，常常用“串聯校正”調節主意，串聯校正在結構上是將調節器Gc(S)串接在給定與反饋相比誤差之后的支路上，見下圖。被控對象H(S)校正網絡Gc(S)設定實際上，校正設計不局限這種結構形式，有局部反饋、前饋等。若單從穩定性考慮，將校正網絡放置在反饋回路上也很常見。被控對象H(S)校正網絡Gc(S)設定（2）本實驗取三階原系統作為被控對象，分離加上二個滯后、一個超前、一個超前-滯后四種串聯校正網絡，這四個網絡的參數均是利用Bode圖定性設計的，用階躍響應檢驗四種校正效果。由此證實Bode圖和系統性能的關系，從而使學生會設計校正網絡。三、實驗設備：THBDC-1實驗平臺THBDC-1虛擬示波器四、實驗線路：（見后）五、實驗步驟：（1）不接校正網絡，即Gc(S)=1，如總圖。看見并記錄階躍響應曲線，用Bode圖解釋；（2）接人參數不準確的滯后校正網絡，如圖4-2。看見并記錄階躍響應曲線，用Bode圖解釋；（3）接人滯后校正網絡，如圖4-3。看見并記錄階躍響應曲線，用Bode圖解釋；（4）接人超前校正網絡，如圖4-4。看見并記錄階躍響應曲線，用Bode圖解釋；（5）接人混合校正網絡，如圖4-5，此傳遞函數就是工程上常見的比例-積分-微分校正網絡，即PID調節器。看見并記錄階躍響應曲線，用Bode圖解釋；六、預習與回答：寫出原系統和四種校正網絡的傳遞函數，并畫出它們的Bode圖，請預先得出各種校正后的階躍響應結論，從精度、穩定性、響應時光說明五種校正網絡的大致關系。答：Bode圖見坐標紙G1（s）=G2（s）=G3（s）=G4（s）=由G1（s）的Bode圖可知，該校正能夠將系統的截止頻率減小，并且相位滯后，則會使系統的相角裕度小于0，從而使系統的響應時光變長，穩定性變差，并且低頻段的斜率為0，系統穩態性能差，誤差大。由G2（s）的Bode圖可知，該校正環節造成高頻衰減，使姐汁頻率減小，從而條件時光變長；又因為該滯后環節被安頓在低頻段，遠離截止頻率，因此可以使得相角裕度為正當，從而系統穩定。傳遞函數為0型，因此對階躍信號的跟蹤有一定誤差由G3（s）的Bode圖可知，該校正環節為超前校正，它會增大開環截止頻率和系統帶寬，其超前相位又能補償原系統中的元件造成的相位滯后，最大超前角頻率在開環截止頻率附近，是系統相角裕度增大，從而改善了系統的瞬態性能，調節之間變短。相對穩定性增大。但對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節起作用，提高系統的型，減少穩態誤差；中高頻段主要是超前環節起作用，增大截止頻率和相角裕度，提高響應速度。若只考慮減少系統的過渡時光，你認為用超前校正還是用滯后校正巧？答：超前校正能夠將原開環系統的頻率特性上調一定的高度，從而增大截止頻率，因此用超前好。請用容易的代數表達式說明用Bode圖設計校正網絡的主意答：1.按照系統對穩態誤差的要求決定校正增益Kc，并畫出未校正的伯德圖2.求出為校正系統的相角裕度γ’,若γ-γ’<0，或γ-γ’>65°，則不應采用超前校正3.根絕瞬態指標挑選截止頻率，計算校正環節時光常數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，算出未校正系統該處的幅值，由此求出，得到C(s)=，T=10/七、報告要