【正文】 s） =2 2（ +1） Gc2（ s） = +1 2．串聯(lián)滯后校正（ 1） 模擬電路圖如圖 53，開關(guān) s 斷開對應(yīng)未校狀態(tài)，接通對應(yīng)滯后校正。檢查無誤后接通電源。檢查無誤后接通電源。 階躍響應(yīng)曲線： 串聯(lián)超前校正前： 串聯(lián)超前校正后： 圖 圖 串聯(lián)滯后校正前： 串聯(lián)滯后校正后： 圖 圖 串聯(lián)超前校正前： G（ s） = Wc=， V=17度 串聯(lián)超前校正后： G（ s） = Wc=25rad/s， V=65度 串聯(lián)滯后校正前： G（ s） = Wc= 串聯(lián)滯后校正后： G（ s） = Wc= 由以上實驗結(jié)果，得到校正裝置作用：超前校正的是利用超前校正網(wǎng)絡(luò)的相位超前特性來增大系統(tǒng)的相位裕量，以達到改善系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的目的。 畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。 由 A(wc)=20/[wc√ (1+(wc/2)^2]=1。break。 三、實驗步驟： 1．觀察函數(shù) step()函數(shù)和 impulse()的調(diào)用格式，假設(shè)系統(tǒng)的傳遞函 s2 3s 7 數(shù)模型為 G(s) 4，可以用幾種方法繪制出系統(tǒng)的階 s 4s3 6s2 4s 1躍響應(yīng)曲線？試分別繪制。用 MATLAB求控制系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng) 1）階躍響應(yīng) ①求系統(tǒng)階躍響應(yīng)的指令有： step(num,den,t)時間向量 t 的范圍可以由人工給定（例如t=0::10） 在 MATLAB 程序中，先定義 num,den 數(shù)組，并調(diào)用上述指令，即可生成單位階躍輸入信號下的階躍響應(yīng)曲線圖。plot(t,y)。 2 n對二階系統(tǒng)性能的影響 標準二階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 2 nC(s) 2 2R(s)s 2 ns n 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)在不同的特征參量下有不同的響應(yīng)曲線。t=[0::5]。text(,39。text(,39。num1=[001]。t=[0::5]。 text(1,39。text(4,39。經(jīng)過推證可以得到下面兩條結(jié)論： 1)當電動機負載恒定時，直流電動機轉(zhuǎn)速與電樞兩端電壓成線性關(guān)系。實驗時注意觀察負載電流（電流取樣電阻上的電壓）及轉(zhuǎn)速（測速發(fā)電機輸出）變化。開環(huán)增益通過運算放大器 LM347構(gòu)成的反 相放大器進行調(diào)節(jié)。 5)根據(jù)以上要求寫出實驗步驟。為了便于觀察轉(zhuǎn)速的變化，可以用電壓表測量測速發(fā)電機輸出電壓。由于所選電動機額定力矩較小， 因此所施加在慣性盤上的力不能太大。 2)兩人一組進行實驗，自由組合。 2)觀察實驗現(xiàn)象，寫出實驗步驟。得到系統(tǒng)最大穩(wěn)定工作時的開環(huán)增益值，并記錄此時的開環(huán)增益。 3)當系統(tǒng)穩(wěn)定時，改變電動機負載，觀察負載變化對電動機轉(zhuǎn)速影響。 3)觀察按電流補償控制系統(tǒng)抗負載干擾的能力，記錄實驗數(shù)據(jù)。功率驅(qū)動模塊固定在機械裝置的底座上。電位器滑動端輸出正電壓時使電動機正轉(zhuǎn)，輸出負電壓時使電動機反轉(zhuǎn)。因此 0＜ K＜ 第五篇：自動控制原理實驗說明書 2021 自動控制原理實驗說明書 實驗的目的：學習掌握直流電動機速度控制的原理、方法，通過實驗加深對控制理論的理解；學習掌握控制系統(tǒng)設(shè)計、綜合的常用方法。)。)。den3=[1216]。)。)。)。den4=[144]。plot(t,y)。den1=[1,4,6,4,1]。 1．用 MATLAB 求系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)時，將傳遞函數(shù)的分子、分母多項式的系數(shù)分別以 s 的降冪排列寫為兩個數(shù)組 num、 den。 2．記錄各種輸出波形，根據(jù)實驗結(jié)果分析參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響。endend tr1=(m1)*。 分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進行分析。并且能夠靈活的改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)通過快速、直觀的仿真達到系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。 2．畫出校正后系統(tǒng)的對數(shù)坐標圖，并求出校正后系統(tǒng)的ω′ c及ν′。并將測量結(jié)果記入下表中： 超前校正系統(tǒng)指標校正前校正后階躍響應(yīng)曲線見圖 見圖 δ %,8Tp（秒） 166118Ts（秒） 1152154 滯后校正： (圖 53)。 超前校正： (圖 51)。 ，并通過模擬實驗檢驗設(shè)計的正確性。 系統(tǒng)臨界穩(wěn)定增益： ： 由于系統(tǒng)無右半平面的開環(huán)極點，且奈奎斯特曲線不包圍（（ 1， j0）點。 （（ 3） ） 觀察、理解根軌跡與系統(tǒng)時域響應(yīng)之間的聯(lián)系。 impulse(G,t)在時間范圍 t秒內(nèi)，畫出單位脈沖響應(yīng)圖。由于 RC 組成的超前網(wǎng)絡(luò)具有衰減特性，因此，應(yīng)采用帶放大器的無源網(wǎng)絡(luò)電路，或采用運算放大器組成的有源網(wǎng)絡(luò)。 [五、連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正 ]。 [五、連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正 ]。 圖圖 555超前 — 滯后校正模擬電路圖 （ 2） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示如圖 56。） 指令： ： SISOTOOL(G) 原值： ： K= 校正值： ： K= 原值： K= 校正值： K=（（ 5） ） 在在 SISOTOOL界面上，打開閉環(huán)的階躍響應(yīng)界面，然后用鼠標使閉環(huán)極點（小紅方塊）從開環(huán)極點開始沿根軌跡不斷移動，在觀察三個閉環(huán)極點運動趨向的同時，注意觀察系統(tǒng)階躍響應(yīng)的變化。（要求寫出指令，并繪出圖形。 （ 22） 令 1,2,5n ，結(jié)合單位階躍響應(yīng)圖，觀察自然頻率對階躍響應(yīng)的影響。 2． Matlab指令窗： CommandWindow，運行相關(guān)指令。 step(G,t)在時間范圍 t秒內(nèi)，畫出單位階躍響應(yīng)圖。 （（ 2） ） 觀察和理解引進零極點對閉環(huán)根軌跡的影響。） 指令： ： rlocfind(G)分離點： + K=： ： + K= （（ 3） ） 用利用 MATLAB 的的 rlocfind 指令 ,求出系統(tǒng)臨界穩(wěn)定增益 ,并用指令驗證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 （ AA） 0margin(G)nyquist(G) 臨界穩(wěn)定 實驗四連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正一、實驗目的 對系統(tǒng)動態(tài)性能的校正作用。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以繼續(xù)進行實驗。 s 接通，重復步驟 5,將兩次所測 的波形進行比較。并將測量結(jié)果記入下表中： 滯后校正系統(tǒng)指標校正前校正后階躍響應(yīng)曲線見圖 見圖 δ %（秒） 213439Ts（秒） 2529529 五、實驗報告 1．計算 串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù) Gc（ s）和校正網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。 二、 實驗步驟： 1．開機進入 Matlab運行界面。 阻尼比 =0： G=tf([1],[1,0,1]) Transferfunction: 11 s^2+1 step(G,18) 阻尼比 =： G=tf([1],[1,1,1]) Transferfunction: