自动控制原理实验报告

1、自动控制原理实验报告专业:姓名:学号:班级:指导教师:实验二二阶系统阶跃响应UZVdi图2.11U2ViRCsR2二阶系统模拟电路图Ri图2.2二阶系统结构图.系统闭环传递函数G(s)r2cR=100k，C=1uF，R1=100k 时G(s)R2R1RC1r2c2100s2 电 s 10010kR=100k , C=0.1uF , Ri=100k , F2=100k 时G（S）=10000s2100s 10000.不同和wn条件下的超调量二和调节时间tsWnECTts(ms)1a1ts(ms)10rad/s01X1X0.2543.3%139844%12000.518.1%81916.3%600

2、104670X20893XX100rad/s0.518.1%5216.3%60（注：；、ts'为理论值）从表中可以得出：超调量二只与有关，且随的增大而减小；欠阻尼时，调节时间ts 与和Wn的乘积成反比。根据实验测得的数据计算 Wn在欠阻尼条件下丄J?）一 e ''-wn (rad / s )Eats1wn (rad /s)10043.3%1.3980.25758.3353100.2518.1%0.8190.47797.66451000.518.1%0.0520.4779120.716ts（注： Wn'为计算值）可以看出，计算值与理论值有一定的出入，这主要是因为实

3、验箱内部电路引入的误差。四.系统响应曲线L9K0*4。u "，L，-忖1 ： T T I '；BflWl ；<«ni'n.V过 M M HUt<MDHM3D9WPii-alauoTm 饷wniCCiQDr win图 2.3 wn =10 rad/s ,=09444I MH怦 D jgg= 丄；K 录丁 甲 lkV HlMK M46V xixc rr eu-iMD1WP1«O"3MC>i > nwmb：>A>XLLflUILwim图 2.4Wn =10 rad/s ,=0.25p"'&q

4、uot; ST-.11 - ¥ - rJ."(Bl晦i血冃T-.V*PI UXClv3JJO4midTVQP!Wv«4D-3M>|Ub31b：>A>XLLflUILwim图 25wn =10 rad/s ,=0.54h 屮£434<4iNKfr*fQ40hilt$444|K«'咗-Ku - ¥ r.VHlMK iimoBV 未H HiXil直 d-iMD1WP4«0-a«>LLflUILWIFfl31a li-Lu<A>Xfavw Tr->wv图2.6wn =

5、10 rad/s ,=1怦 D 二； 3iw- ¥ lkVHMBi 戟Pl uXCi UQdT«4DmidTVQP|Ubb：>A>XLLflUILwim图 2.7 Wn =10 rad/s ,=24OCCvn«X9-t£OQ£>tflw T|s-图 2.8wn =100 rad/s ,=0.5串联超前校正实验三连续系统串联校正c luf图3.1 超前校正电路图102s0. 25+1图3.2超前校正系统结构图校正前校正后校正网络传递函数Gc1 s = 2c 、2（0.055s+1）Gc2 S =0.005s +1开环传递函数40

6、s0.2s 140 0.055s 1s0.2s 1 0.005s 1Bode Diagram005-50c53T90-LyedTesanp410310-101210101010Frequency (rad/sec)图3.3校正前后的系统对数坐标图图3.4校正前后的系统响应曲线w(rad/s)VCTts ms校正前13.720o55.9%1345校正后15.954o22.3%548串联超前校正的作用： 增大系统的相较裕度， 有效地改善原系统的平稳性和稳定性，对 快速性也会产生有利的影响。二串联滞后校正图3.5滞后校正电路图图3.6滞后校正系统结构图校正前校正后校正网络传递参数Gd s =5Gki

7、 s =开环传递函数50s 0.05s 1 0.1s 15 s 16s 1Gk2s SsT；1XIag”971Ti c6t T?1星目T1pgLyedTesanp-270Bode Diagramo o o o o o O0 5-5o 5 £T-2-10125380T522-1010101010310Frequency (rad/sec)图3.7校正前后的系统对数坐标图gop4口<1 口3JODZ1QODIdDD D 400D WOO -jOOD 4 口口口医5 五笔： .弧旳厲 H'=岁&Cid 强UM«图3.8校正前后的系统响应曲线w(rad/s)V

8、oCTts ms校正前18.1-1382.4%5488校正后6.6731o28.7%977串联滞后校正的作用：提高系统低频响应的增益，减小系统的稳定误差；高频响应的增 益衰减，降低系统的截止频率， 提高系统的相角稳定裕度， 改善了系统的稳定性和某些暂态 性能。图3.10超前-滞后校正系统结构图校正网络传递参数开环传递函数校正前Gci s =6Gki s -60s 0.1s - 1 0.01s 1校正后G62s 1 015s 1 Gk2s602s 1 015s 16s 1 0.05s 1s 0.1s 1 0.01s 1 6s 1 0.05s 1-270 11 D B 1 llD111 1 U 1 1B II D I 1 1 1111 n ll I I I 111 1 1 11 1 1-2-10123410101010101010Bode Diagram005-50,5cTnla)05 o 5£382-112- - -LyedTesanp图3.11校正前后的系统对数坐标图TljsiQB 7?icgp I /i 九weFrequen