2015自控实验报告(完整含数据)(西电自动化专业)

1、自动控制原理实验报告课程编号： ME3121023专业自动化班级1304031姓名XXX学号1304XXXXXX实验时间： 2015 年 12 月一、实验目的和要求：动脑、理论结合实际的能力,通过自动控制原理实验牢固地掌握自动控制原理课的基本分析方法和实验测试手段。 能应用运算放大器建立各种控制系统的数学模型，掌握系统校正的常用方法，掌握系统性能指 标同系统结构和参数之间的基本关系。通过大量实验，提高动手、提高从事数据采集与调试的能力，为构建系统打下坚实的基础。二、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明一套.厶台18根自动控制实验系统计算机（已安装虚拟测量软件）椎体连接线实验一线性典型环节实

2、验（一）、实验目的：了解相似性原理的基本概念。掌握用运算放大器构成各种常用的典型环节的方法。掌握各类典型环节的输入和输出时域关系（时域数学模型）式，熟悉各典型环节的参数（1、K、T ）。及相应传递函数的表达形学会时域法测量典型环节参数的方法。（二八实验内容：1、用运算放大器构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节和比例积分微分环节。2、在阶跃输入信号作用下， 记录各环节的输出波形， 写出输入输出之间的时域数学关系。3、在运算放大器上实现各环节的参数变化，观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了 解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。（三八实验要求：1、仔细阅读自动控制实验装

3、置布局图和计算机虚拟测量软件的使用说明书。2、 做好预习，根据实验内容中的原理图及相应参数，写出其传递函数的表达式， 并计算各典型环节的时域输出响应（时域数学模型）和相应参数（K、T）。3、分别画出各典型环节的阶跃响应理论波形。5、输入阶跃信号，测量各典型环节的输入和输出波形及相关参数，并记录。（四）、实验原理：实验原理及实验设计：1.比例环节：R10K10KUoO/输岀信号LOOKUi EOEOIk R1接入阶跃信号图1-1比例环节实验原理图传递函数：G（S） Uo（S）KUi（S）比例系数：K 2R阶跃信号输入，时域输出响应：U0(t)=2"r(t)Ui-Uo的时域响应理论波形:

4、in图1-2 比例环节单位阶跃响应图2.惯性环节:lOOKUi LOOKoI I接入阶跃信号E+1QK10KUo o输岀信号图1-3惯性环节实验原理图Uo(S)传递函数：G(S)Ui(S)K1 TS比例系数：K R 1R时常数：T=RiC=0.1阶跃信号输入，时域输出响应：Uo(t)=(1-Ui-Uo的时域响应理论波形:3.积分环节:III lOOE or>I V養入阶K信号10E10EJcO/输岀信号图1-5积分环节实验原理图传递函数：G(3) Uo(S)Ui(S)1TS时常数：T=RiC=0.1阶跃信号输入，时域输出响应：uo(t)=1ol叫(t)Ui-Uo的时域响应理论波形:(i

5、i2i 7J M at tncuvMif"i-Lj.Ii-ikr=f - 二bCH =rii 1 rF - z z um. a Ni -1i10&nw图1-6积分环节单位阶跃响应图4 比例积分环节:lOC'Kr-RUi lOOKoI11lOKUo o / 输出信号+图1-7比例积分环节实验原理图传递函数：G(S) Uo(S)Ui(S)K(1?S)接入阶跃信号比例系数：K -R时常数：T=RC=0.1阶跃信号输入，时域输出响应:Uo(t)=(1 + 1Ot) T(t)Ui-Uo的时域响应理论波形:1i1亠.J亠亠 L 71. 1亠-J j.F.1”nnwCifFiliL

6、Lrhqs；=,-1 NpLh；:?n-!；i7pv？hrcpM-3r " rpI X =5 IP T 二-7 * 1 pa rra 1 > e.J.Z. . 1. - k .1F 1.亠_.厂 -i丄=-一八L11*05155图1-8比例积分环节单位阶跃响应图5.比例微分环节:lOOK lOOETTHR310EUi o 接入阶跃信号100ER1R410K10E十Uo o / 输出信号图1-9比例微分环节实验原理图Uo(S)传递函数：G(S)蔦K(1 TS)比例系数：Kd (R2R3)R4R4时常数：TDKD R3C 0.1阶跃信号输入，时域输出响应：Uo(t)=2+1.2 6

7、|(t)Ui-Uo的时域响应理论波形:0*-'图1-10比例微分环节单位阶跃响应图6.比例积分微分环节:传递函数：G(S)Uo(S)Ui(S)Kp比例系数:KpR2R3PR4时常数：丁!R2R31 d(R4)CR2R3i (R2R3)C10.22KpTiSKp TdS0.06阶跃信号输入，时域输出响应：Uo(t)(9S +Ui-Uo的时域响应理论波形:图1-12比例积分微分环节单位阶跃响应图（五）实验方法与步骤1、根据原理图构造实验电路。 测量输入和输出波形图。3、将所测得的数据填入实验数据表中。（六八讨论与思考1、写出各典型环节的微分方程（建立数学模型） 。答：比例环节%三叫惯性环节

8、 at叫+= feu积分环节气叫山2、根据所描述的各典型环节的微分方程， 中的知识设计出相应的系统？请举例说明, 答：电枢控制的直流伺服电机，微分方程如下dt你能否用电学、力学、热力学和机械学等学科 并画出原理图。li =R I + Ld dcfat=匚Iw/白.曰(町十f 丄flldT3、利用MATLAB仿真，与实验中实测数据和波形相比较，分析其误差及产生的原因。 答：实验箱中电阻值和电容值得与标准值存在误差、外界电磁的干扰和信息传输时间的 延迟滞后，都使得理论值与实测数据与波形存在误差。（七）、记录实验数据:名称参数理论值实测值比 例 环 节R =100KR1=50KK = R/R1=2K

9、=Uo / Ui=2.05R=100KR1=100KK = R/R1=1K=Uo / Ui=1.01R =50KR1=100KK = R/R1=0.5K=Uo / Ui=0.49惯性环节R=R1=100kC=1ufT=R*C =0.1sT=0.112sC=2uFT=R*C =0.2sT=0.214sC=3uFT=R*C =0.3sT=0.321s积分 环节R1=100KC=1uFT=R1*C =0.1sT=0.096sC=2uFT=R1*C =0.2sT=0.214sC=3uFT=R1*C =0.3sT=0.332s比例积 分环节R=R1=100KC=1uFT=R*C =0.1sT=0.238

10、sC=2uFT=R*C =0.2sT=0.158s比例微 分环节R2=100KR3=100KR4=10KC=1UfK=2T=0.6比例积分 微分环节C1=1uF C2= 1uF R2=100K R3=100KR4=10KTi=0.02Td=0.06（八八实测波形:1比例环节R=100K R1=50Kp 丿yr-tr173IT-八一' r2惯性环节C=1uF飞EfgC=2UfX.OJ站 I世 5 j亡aw ； Yhi.g?詢I r b ._, _”舉-；二：mEiv.Is粋Qrr r . J'." 于f 7.- < 2f;両電V 戈漏3X Jtf S二 _rft

11、w:占忙C=3u Fg 娶 fhj22KBKCaC=1uF4比例积分环节C=1u FC=2u F5比例微分环节实验二阶系统的性能研究4山（一）、实验目的： 通过实验加深理解二阶系统的性能指标同系统参数的关系。（二八实验内容：1.2.3.4.掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法及二阶闭环系统的传递函数标准式。研究二阶闭环系统的结构参数 -无阻尼振荡频率 3 n阻尼比E对过渡过程的影响。 掌握欠阻尼二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp、ts的计算。观察和测量二阶闭环系统在欠阻尼，临界阻尼，过阻尼的瞬态响应曲线，及在阶跃信 号输入时的动态性能指标 Mp、tp值，并与理论计算值作比对。（

12、三八实验要求：1、做好预习，根据实验原理图所示相应参数，写出系统的开环，闭环传递函数。计算n、tr、ts、tp、 %等理论值，并绘制单位阶跃信号下的输出响应理论波形。2、自己设计实验参数，分别构成欠阻尼，临界阻尼，过阻尼二阶闭环系统。（四）、实验原理：实验原理及实验设计：输岀信号图2-1 二阶系统实验原理图预习内容：（1）二阶系统时域实验参数计算：图2-2二阶系统实验方框图二阶系统的开环传递函数：G（S）KTiS(TS 1)(2-1)二阶系统的闭环传递函数标准式:（性S22 nSnSn2(2-2)自然频率（无阻尼振荡频率）由二阶闭环系统模拟电路如图 要求学生自行设计三种欠阻尼、丄fT厂刿/KT

13、2-1所示。它由积分环节和惯性环节的构成。临界阻尼和过阻尼二阶闭环系统，并计算出它们在阶跃阻尼比:(2-3)信号输入时的动态指标 Mp、tp、tr、ts。（注：要求有设计和计算过程，结果填入数据记录表中） r -P-Pb% =X100% =因戸 X1 uo%I tie-J )o.evaL60.60 Ja 2)1、2、3、图2-3 二阶系统的单位阶跃响应图（理论）（注：将二阶系统的欠阻尼、临界阻尼、过阻尼画在同一坐标系中做比较。（五）、实验方法与步骤根据原理图构造实验电路。测量时域响应波形和数据。将所测得的数据填入实验数据表中。（六八记录实验数据：、输入电阻R参数70K40K20K10K5K增益

14、K1.432.551020自然频率3 n（计算值）3.7857.071014.14阻尼比E（计算值）E >1过阻尼E =1.32临界阻尼E =1欠阻尼E =0.707欠阻尼E =0.5欠阻尼E =0.356超调量%计算值/4.3%16.3%30.2%测量值/6.0%14.9%31.3%上升 时间tr（ms）计算值1.25s0.700s0.417s0.242s0.146s测量值1.22s0.653s0.498s0.252s0150s峰值 时间tp(ms)计算值/0.630s0.36s0.238s测量值/0.642s0.359s0.235s调节时间ts(ms)计算值/0.600s0.600s

15、0.600s测量值1.809s0.889s0.610s0.567s0.583s(七)、思考与讨论：将实验结果与理论知识作对比，并进行讨论。答:此次实验中不可能出现不稳定的情况， 因为闭环传递函数的极点一直在s左半 平面，满足劳斯判据。增加比例微分控制环节和速度反馈控制环节，减少原系统的 震荡性和参数的改变。实验中的电阻、电容实际值与标称值之间存在偏差；使得计算结果出现误差，还有是按条件的变化也会对结果产生影响。(八)、记录实验实测波形:1R=70K0(1)上升时间(2)调节时间EMEBW 1T 哉Wyi I KKgiSgCHl CHZ7=2.007 V2I辱也诲融总铠m禺;阙Ah aJ=2R=

16、40K(1)上升时间I1. I " AT AJ"U#；H1 CH2mm®: y=2j(j4i V注电圧=百(2)调节时间濫CHI CP：2U. bhjj J- - - - ILJ L 一 一 一 一 做:FTtjdGFtr;*?ar*K上jrwpuatEH耶比ST比卍Y r 疋 勺"；筑5!片？吃:加'冲也；<也36罚纯15冲1卞牌5*1瓷加'55 盛鬧海i渤滋秋a删圧黑葵*務第瓷磅ja网型帶X沁三兰拜带 旳兰瘫粘皆船劇I钢oai昱争銘Ti轡当前值：¥=2,007呵 fiim93 :V&T£ ifii r

17、3r>= if更4召gtg运Z好盘工“丄z 仝 山二八 setA 2呻*花:":T 二r.'T -12R=20K(1)超调量和峰值时间IfesrcaHl嬉rI-MLj lyKll E* qfc-TLj llfrf" E » q. ：nU*1 I Vli* nr 4 亠、" I-、WIT-?z11!|B3 " 当芍喳：Y=2.01G VA电庄二 0. 122 7A 时间=0. &12 S'Ll = "F/4w 质；-.打踊 J -UH -. .：->! piuAA *- 1-d :r- ，*n _:;

18、：,：、：鼻- =-沽T见畠、U戯:*： <邛:卩J谟A送曲匚览恥；：y(2)上升时间a逢性翻时滋分析一:彥:=-. - - r%5=a>当訂1：匸1.99诃八璋1妙I I z_i/ i心屯圧- C. 204 y I盘吋间U 0. G1O 3R=1OK超调量和峰值时间a谨性累翻如ffryHl 'CH2;'；fik.1.-I)* 1 T兰前电；V=2.MI VL上升时间吐电链=,OI.3C6 V Aatl= D. 359 S!-! . 1 ' I > L '- I；'-7 严:调节时间沁亘仰丄皆程込沁丁j. V申麻二R=5K当俞1: &#

19、165;499后 V| ；峰值时间和超调量p f S TJ '； - R-fTJ I * fF.；I 当貳蔼：Y=3.O16T： - J I丁 . /' L 二 ；=一，芒“二 “：1上升时间I rrm CH足皇;匹嘉Ab.边工-尹呵匚'I，-V.'；f虫电压=2.020;¥竝时间二0. 150 S调节时间实验三系统时域分析实验（一）、实验目的：1、掌握典型三阶系统模拟电路的构成方法及三阶系统的传递函数表达式。2、 了解和掌握求解高阶闭环系统临界稳定增益K的多种方法（劳斯稳定判据法、代数求 解法、根轨迹求解法）。观察和分析三阶系统在阶跃信号输入时，系统

20、的稳定、临界稳定及不稳定三种瞬态响 应。了解和掌握利用MATLAB的开环根轨迹求解系统的性能指标的方法。掌握利用主导极点的概念，使原三阶系统近似为标准二阶系统，估算系统的时域特性 指标。（二八实验内容：1、运用根轨迹法对控制系统进行分析；明确闭环零、极点的分布和系统阶跃响应的定性 关系。2、 用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并计算临界稳定增益K。3、 熟练掌握根轨迹作图法，并确定临界稳定增益K,与计算值做比较。（三八实验要求：1、做好预习，根据原理图所示相应参数，计算理论值并绘制根轨图，用试探法确定主导 极点的大致位置。2、用Routh稳定判据，求出系统稳定、临界稳定和不稳定时的3、画出输入输

21、出的理论波形 （单位阶跃信号作用下）。（四）、实验原理：1、根轨迹：当K由0变化时，闭环特征根在S平面上移动的轨迹城根轨迹，不仅直观的表示了 K变化时间闭环特征根的变化，还给出了参数时闭环特征根在S平面上分布的影响。可判定系统的稳定性，确定系统的品质。稳定性：根轨迹若越过虚轴进入s右半平面，与虚轴交点的 k即为临界增益。稳态性能：根据坐标原点的根数，确定系统的型别，同时可以确定对应的静态误差系数。观50叫1、2、3、K值范围和R的取值。ClTVR1EOCElOOK按入阶1叩卜： -取信层112ulOK1CZHR-1'All可变电阻y114lOKOOKKZ100K-輪出信号3-1三阶Pf

22、环系统隕祕实验电匪图预习内容：（1）三阶系统时域实验参数计算和根轨迹图：KiKG(S)TiS(T1S 1)(T2S 1)G(S)K1K三阶系统的开环传递函数:(4-1)闭环传递函数（单位反馈）(4-2)三阶闭环系统模拟电路如图（S）1 G（S） TiS 仃2 1）（T2S 1） K1K3-1所示。它由积分环节、2个惯性环节构成。其积分时间常数Ti=R1*C1=1秒，惯性环节的参数分别是:T2=R4*C3=0.5 秒，K2=R4R=500K/R 模拟实验电路的开环传递函数为：K时间常数T1=R3*C2=0.1 秒，K仁R3R2=1，G(S)S(0.1S1)(0.5S1)模拟电路的开环传递函数代入

23、式(K(S)S(0.1S 1)(0.5S1)_KK0.05S3_0.6S2_S3.1.5)，该电路的闭环传递函数为：K0.05S30.6S2 S K(4-3)(4-5)K值范围和R要求学生自行用 Routh稳定判据，求出系统稳定、临界稳定和不稳定时的 的取值。(注：要求有设计和计算过程，结果填入数据记录表中)1()7G (曲=RsG +2)0 + 10)32闭环系统的特征方程，+06s +s + k=0建立劳斯行列表:3S2S0.0510.6 K0.6-0.05K0系统稳定:f0£ - 0.05K>00.6K>0解得0<K<12-R>41,7K系 统稳定

24、K=12tR=417K临界稳定«> 12->R<41JK 不稳定（五八 实验方法与步骤1、根据原理图构造实验电路。2、测量时域响应波形和相应参数。3、将所测得的数据填入实验数据表中。 （六八记录实验数据：反 馈反 馈稳定（衰减振荡）（超调量不大于25%）临界稳定（等幅振荡）不稳定（发散振荡电电350K40.4K38.8K容容C2C36% =17.35%R=40.4KR=38.8K11.670su2.297s1u3.639s6% =32.65%R=43.8KR=38.8K2u5 =1.969s3.039s7.192s6% =22.49%R=72.0KR=38.8K1u

25、1.627s2.526s2u5.437s16% ='38.8%R=84.8KR=38.8K2u5 =1.969s3.125s9.975s（七）、思考与讨论： 将实验结果与理论知识作对比，并进行讨论。在实际中不能无限制的改变系统的零、极点的位置，零点对系统根轨迹有排斥的作用，而极点有吸引的作用，因此要合适的选择零极点的位置使系统具有良好的平稳 性。通过改变零，极点的位置可以让系统稳定，因为若系统极点都在s平面内，系 统稳定，所以只要将所有极点移到 s左半平面就可以了。（八）、记录实验实测波形:稳定C2=1U C1=1U超调量和峰值时间=l"V/ ；：'" r：

26、 -.,7 -<-TFrCHl躍A电压二 2.347 V A0J ig= l.tSYD S!1EI1Vi当 irn： v=-i.ra Vd IP1尺必1- J*. - -£zr . rt_b调节时间C2=1u C3=2u超调量和峰值时间上升时间调整时间rr：-TTFS 飞Hl CH2t 192 S£ 4,131彥F W沁-.：冷3心:时|屈存二4¥£：±£?仕封冒1匸乔7P7%iT7=尸百 FfrjdV 匚.J T_ W 壬Wf/LMi-T =屮31 W：窃口二二 hJftiTr"厂waWlf：吃*； t T-. -

27、' f-IC?EW匚庠0 广q 电J±= 0-238 V A时闾二C2=2Uc3=1U超调量和峰值时间上升时间-評r r>.1h11h11 r s * R?!亠 TP'*j*,T ' 1 ' 1 *v*©'" IL*' 0/ rni F i1i"'H h111h1r D1rh1L._ -:df 7 7 ?i '/.JW/订(7p111h11rm. w>5j 砂:：TP-.-:虫电压二 2.449 V &时间=1.627 Sn上丄调节时间C2=2u C3=2u调节时间临界I

28、!黑举WI« '.旬ft ；电压=0. 532 V A时间；?.3T5 S1 1 11 11 11 11 1 p1 k1 1 11 -1 11 1 11 k1 11 1炸zZVVY .LlZI pj IIl.b_Z.A諄 hv LZXZM7.11 -1 =1 11 I1 11 1 '1 11 1 1IP 1 h1 1 1；:;1 1 11 1A 电压二 0.633 VA时间=0. 300 SC2=2u C3=1uA电压=0.633 V A时间=0.300 S審 n丄 亠 n厶r!fs）需swu!益富TKisssj律r航云:.萨着.；丁匸齐:rm石右w皆NS 7Sf&#

29、163;SbIA电压二0.612 V时间=0. 300 SC2=2u C1=2uC2巴UC3巴u丄二丁/-J. .J口. _也电还=X 020 V 左时屁=6.421 S:RTUO'F ,f _ -*-；F r ii"TITr' 'i"/ i * .- -«<>< - = ;-耳t?-丛电压=3. 020 V时I匪 6.431 S.f实验四 二阶系统的性能频域研究（一）、实验目的：1、通过实验加深理解二阶系统的性能指标同系统参数的关系。2、掌握系统频率特性测试方法。3、研究二阶系统频率特性与系统动态性能之间的关系。（二八实

30、验内容：1、二阶系统的频域动态性能研究；2、熟练掌握线性系统频率特性的基本概念。3、掌握波德图、乃奎斯特图的构造及绘制方法。（三八实验要求：1、自己设计实验参数。2、根据原理图所示相应参数，计算理论值Mp、3 P、3 B等理论值，并绘制对数幅频、对数相频和幅相特性图.（四）、实验原理：频域分析法是应用频率特性研究线性系统的一种经典方法。它以控制系统的频率特性作为数学模型，以波德图或其他图表作为分析工具，来研究和分析控制系统的动态性能与稳态性能。波德图又称对数频率特性曲线（包括对数幅频和相频两条曲线），由于方便实用，因此被广 泛地应用于控制系统分析时的作图。对数频率特性曲线的横坐标统一为角频率3

31、，并按十倍频程（dec）对数分度，单位是弧单位是度度/秒rad/s。对数幅频特性曲线的纵坐标表示对数幅频特性的函数值，为均匀分度，单位是分 贝dB。对数相频特性曲线的纵坐标表示相频特性的函数值，为均匀分度，实验原理及实验设计：1茗M严 M （）=£ 咖?）叫（五）实验方法与步骤1、根据原理图构造实验电路。2、测量频域伯德图和奈奎斯特图。3、将所测得的数据填入实验数据表中。（六）、记录实验数据：入电阻R参数40K5K增益K25自然频率3 n（计算值）5阻尼比E（计算值）临界阻尼E =1欠阻尼E =0.354谐振峰值MP计算值/1.51db测量值/3.48db谐振 频率3 P计算值/12

32、.24rad/s测量值/12.00rad/s截止频率3 c计算值/13.96rad/s测量值16.00rad/s带宽B计算值3.16rad/s19.97rad/s测量值3.00rad/s19.12rad/s转折频率w计算值5rad/s14.14rad/s测量值4.65rad/s14.50rad/s虚轴交点计算值/测量值-0.47-1.31（七）、思考与讨论：将实验结果与理论知识作对比，并进行讨论。通过自己亲自动手实验，进一步理解了二阶系统的性能指标同系统参数的关系，虽然刚开始的 时候比较难以理解，至y最后得到图形和数据时对书上的公式得到验证。（八）、记录实验实测图形:R=40K带宽I T円C

33、I n I亠1(a-2 3= 3,00 radA. L-296 dB?1*12ra込-2*即血谐振:._» t -I1 UI- J.I L»II J-i - _- -_ 可U;, 讣 Er1| ,：.0.00srxaWiT I 苗 舌;K?好iL转折频率虚轴交点*L册 乂:" 费芝匸 牯m 占3 I上I7I;sE 4A sh.E北i'4 5r0 ui'5o.z:甲 F-O.S-o.e-0 i IDo.z：l LJ .s:5 1J-0.2!f r:丿, 1* 1 _ JRe-0.00,Im=-0,47|12 i1 11怙H4i TWiqiT I工.貢

34、;订瓷二迅F4 &： * R=5K谐振峰值和谐振频率截止频率睨円亠 Tnx I'S I斗4 a11'沪111F111!111fi|L一J11=11f2 Dnk叫L3|Ld=16.00 radA. L=0.47 del!: 2)1J宀？511fAE :丄 ri ITTIn3kM '15.,3briad/ wFl ril0. 00(fTTjiffPrSSFTT田iiT r1，皆振频专hi*r*fi 1drta*ic lA IIl.otr。iradZsWrt*R M -a ii'i III'*&* AmTSTFO转折频率实验五校正实验超前校正1

35、 J1L 5 -R " -= -2 01 0-4 0-3.0-2 0-1 0广oTo*“ 0 a 12.03.0L flD r-Art r1 nil1ViVUi3£ :l1-< J（一）、实验目的:1、掌握系统校正的基本方法及原理。2、深入理解开环零、极点对闭环系统性能的影响关系。3、加深理解串联校正的特点，学会正确选择校正装置。（二八实验内容：1了解和掌握超前校正的原理。2 .了解和掌握利用闭环和开环的对数幅频特性和相频特性完成超前校正网络的参数的计 算。3. 掌握在被控系统中如何串入超前校正网络，构建一个性能满足指标要求的新系统的方 法。（三八实验要求：1、做好预

36、习，根据实验原理图所示相应参数，写出系统的开环，闭环传递函数。计算开环对数幅频特性L（）和相频特性（），幅值穿越频率3 C,相位裕度Y,按“校正后系统的相位裕度丫”要求，设计校正参数，构建校正后系统。Mp、峰2. 观测校正前、后的时域特性曲线，並测量校正后系统的相位裕度丫、超调量 值时间tP。3. 改变“校正后系统的相位裕度丫”要求，设计校正参数，构建校正后系统，画出其系统模拟电路图和阶跃响应曲线，观测校正后相位裕度丫、超调量Mp、峰值时间tP填入实验报告。（四）、实验原理：变为-20超前校正的原理是利用超前校正网络的相角超前特性，使中频段斜率由-40dB/decdB /dec并占据较大的频率

37、范围，从而使系统相角裕度增大，动态过程超调量下降；并使系统 开环截止频率增大，从而使闭环系统带宽也增大，响应速度也加快。超前校正网络的电路图及 伯德图见图3-3-1。R4CSRb5-1超前校正网络的电路图及伯德图超前校正网络传递函数为:1Gc(S)-a1 aTS1 TS(5-1)网络的参数为：a RR4R5R4R5C(5-2)在设计超前校正网络时，应使网络的最大超前相位角 值穿越频率3 C处，即3 m=« c'。m尽可能出现在校正后的系统的幅网络的最大超前相位角为:a -1arcs ina 1(5-3)10lga1T鳥从式（3-3-1）可知，接入超前校正网络后被校正系统的开环增益要下降a倍，持与系统未校正前的开环增益相一致，接入超前校正网络后，必须另行提高系统的开环增益 倍来补偿。m处的对数幅频值为:网络的最大超前角频率为:Lc(m)(5-4)(5-5)因此为了保超前校正网络的设计:积分环节:T = RC, = Q2sJI I惯性环节:T = R2C2 = 0.3sK=R2R3=6开环IM = 20lg |lGjw)| = 20130- 20lgl0 - ZOIgJj. + 0.9峥?令 L(w)=0I2则 - 20gw