【正文】 5)根據(jù)以上要求寫出實驗步驟。 實驗要求： 1)設(shè)計 0 型電動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)電路，要求能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)開環(huán)增益，計算電路參數(shù)，并說明計算 方法。其 原理圖如圖二所示。 圖 13 n不同時系統(tǒng)的響應(yīng)曲線 由此得到的響應(yīng)曲線如圖 13所示： 3．系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷 利用代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)可確定系統(tǒng)個別參數(shù)變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，以及為使系統(tǒng)穩(wěn)定，這些參數(shù)應(yīng)取值的范圍。hold。step(num,den5,t)。hold。num=[1,3,7]。 3．單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)模型為 G(s) K，試判 2(s 2)(s4)(s 6s 25)斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求出使得閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的 K值范圍 四、實驗結(jié)果與結(jié)論 時域分析法直接在時間域中對系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以提供系統(tǒng)時間響應(yīng)的全部信息，具有直觀、準(zhǔn)確的特點。最大相位移為 ?max=arcsin[(rd1)/(rd+1)]根據(jù)系統(tǒng)相位裕量γ (wc)≥ 50?的要求，微分矯正環(huán)節(jié)最大相位移為 ?max≥ 50??=? 考慮 Wc’≥ Wc,原系統(tǒng)相角位移將更負(fù)些，故 ?max 將更大些，取?max=40?，即有 Sin40?=(γ d1)/(γ d+1)= d=頻率 Wc’為矯正裝置兩交接頻率 w1 與 w2 的幾何中點。 滯后校正裝置即利用校正裝置的超前部分來增大系統(tǒng)的相位裕度，以改善其動態(tài)性能；利用它的滯后部分來改善系統(tǒng)的靜態(tài)性能，兩者分工明確，相輔相成。鼠標(biāo)單擊按鈕，彈出實驗課題參數(shù)設(shè)置對話框。根據(jù)觀察，（ A）寫出響應(yīng)中出現(xiàn)衰減振蕩分量時的的 K 的取值范圍，（ B）寫出該響應(yīng)曲線呈現(xiàn)“欠阻尼”振蕩型時的 K。 自然頻率 =1： G=tf([1],[1,1,1]) Transferfunction: 11 s^2+s+1 step(G,18) 自然頻率 =2： G=tf([4],[1,2,4]) Transferfunction: 22 s^2+2s+2 step(G,18) 自然頻率 =5： G=tf([25],[1,5,25]) Transferfunction: 55 s^2+5s+5 step(G,18) 結(jié)論： 自然頻率越小，阻尼比越小，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)幅值越大。 3．比較校正前后系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線及性能指標(biāo)，說明校正裝置的作用。電路的輸入 U1接 A/D、D/A卡的 DA1 輸出，電路的輸出 U2 接 A/D、 D/A 卡的 AD1輸入，將將純積分電容兩端連在模擬開關(guān)上。 系統(tǒng)穩(wěn)定。 三、 實驗結(jié)果 1()1sTs的時間常數(shù) T，分別觀察該系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)、階躍響應(yīng)、斜坡響應(yīng)以及單位加速度響應(yīng)。 脈沖響應(yīng)： T=1s T=3S 階躍響應(yīng) : T=1s T=7s 斜坡響應(yīng) : T=1s T=3s 單位加速度響應(yīng) : T=1s T=7s 二階系統(tǒng)的時域性能分析：觀測二階系統(tǒng) 222()2nnnss （（ 1） ） 令 1n 0,2 ，結(jié)合單位階躍響應(yīng)圖，觀察阻尼比對階躍響應(yīng)的影響。 （（ 4） ） 用利用 SISOTOOL 交互界面，獲取和記錄根軌跡分離點、根軌跡與虛軸的交點處的關(guān)鍵參數(shù)，并與前面所得的結(jié)果進(jìn)行校對驗證。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(dá)到改善系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的目的。 （（ 3） ） 調(diào)節(jié)自然頻率與阻尼比，要求： Trstep(G,6) 自然頻率 = 實驗二線性系統(tǒng)的根軌跡研究 實驗?zāi)康? （（ 1） ） 考察閉環(huán)系統(tǒng) 根軌跡的一般形成規(guī)律。 的取值范圍。在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置相應(yīng)的實驗參數(shù)后鼠標(biāo)單擊確認(rèn)等待p和調(diào)節(jié)時間 ts。 第三篇：自動控制原理實驗報告 北京交 通大學(xué) 自動控制原理研究性學(xué)習(xí)報告 —— 基于 MATLAB軟件的系統(tǒng)建模分析與校正 譚堃 15221309田斌 15221310努爾夏提 15221305張雪程 13222028 摘要 本文利用 MATLAB 軟件來實現(xiàn)對自動控制系統(tǒng)建模、分析與設(shè)計、仿真的方法。即 Wc ’ = √ w1w2=w1 √ rd 若 認(rèn) 為 Wc ’ /w11,Wc ’/)m=i。為了研究控制系統(tǒng)的時域特性，經(jīng)常采用瞬態(tài)響應(yīng)（如階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)和斜坡響應(yīng)）。den=[1,4,6,4,1,0]。text(2,39。 圖 12ζ不同時系統(tǒng)的響應(yīng)曲線 text(,39。text(,39。 K根據(jù)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)模型 G(s) (s 2)(s 4)(s2 6s25)可以求的閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程式為： D(s) s4 12s3 69s2 198s 200 K 0 則其勞斯陣列為： 198 12 (200 K) K69198200K0200 K s1s0 根據(jù)穩(wěn)定條件 : 198 12 (200 K)＞ 0。其中 J1為功率模塊電源 輸入端子， J2為信號輸入輸出端子， J4為功 率輸出到電動機的端子。 2)讓系統(tǒng)形成負(fù)反饋，調(diào)節(jié)開環(huán)增益，觀察電動機響應(yīng)。 圖六 I 型控制系統(tǒng)參考電路 五、 I 型控制系統(tǒng)校正實驗（提高部分，選做） 在 I 型控制系統(tǒng)實驗中，當(dāng)開環(huán)增益變大時系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩（不穩(wěn)定），在保證系統(tǒng)為 I 型系統(tǒng)的前提下，試引入校正技術(shù)，使得 I型控制系統(tǒng)的開環(huán)增益增大。 4)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，觀察 A、 B點電壓，看是否相等，為什么？調(diào)節(jié)輸入 電壓大小，觀察 A、 B 間電壓差異變化，與 0 型系統(tǒng)進(jìn)行比較。此時系統(tǒng)無積分環(huán)節(jié)，為 0 型系統(tǒng)。 另一個是功率模塊，它與外部電路的接口 由電源輸入端子和信號輸入輸出端子組成。)。grid。)。grid。t=[0::10]。 2）繪制出當(dāng)ζ =，ω n 分別取 1,2,4,6時單位階躍響應(yīng)曲線，分析參數(shù)ω n 對系統(tǒng)的影響。 （ 3）設(shè)計串聯(lián)微分校正裝置： 微分校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 Wc(s)=(Tds+1)/[(Tds/γ d)+1)。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 ]。） 指令：