【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)的階躍響應(yīng)幅值越大。 （（ 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。 （（ 2） ） 觀察和理解引進零極點對閉環(huán)根軌跡的影響。 （（ 3） ） 觀察、理解根軌跡與系統(tǒng)時域響應(yīng)之間的聯(lián)系。 （（ 4） ） 初步掌握利用產(chǎn)生根軌跡的基本指令和方法。 實驗內(nèi)容根軌跡繪制的指令法、交互界面法；復(fù)平面極點分布和系統(tǒng)響應(yīng)的關(guān)系。 已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 2)^54()2()(2sssKsG，實驗要求： （（ 1） ） 用試用 MATLAB的的 rlocus 指令，繪制閉環(huán)系統(tǒng)根軌跡。（要求寫出指令，并繪出圖形。） 指令： ： G=tf([12],[18264025]) rlocus(G) （（ 2） ） 用利用 MATLAB 的的 rlocfind 指令，確定根軌跡的分離點、根軌跡與虛軸的交點。（要求寫出指令，并給出結(jié)果。） 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。 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。 系統(tǒng)穩(wěn)定。 （（ 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)果進行校對驗證。（要） 求寫出記錄值，并給出說 明。） 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。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。 的取值范圍。 （ 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?zāi)康?對系統(tǒng)動態(tài)性能的校正作用。 ，并通過模擬實驗檢驗設(shè)計的正確性。 二、實驗儀器 1． ELATIII 型自動控制系統(tǒng)實驗箱一臺 2．計算機一臺三、實驗內(nèi)容 1．串聯(lián)超前校正（ 1）系統(tǒng)模擬電路圖如圖 51，圖中開關(guān) S 斷開對應(yīng)未校情況，接通對應(yīng)超前校正。 圖圖 5511 超前校正電路圖 （ 2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 52 圖圖 5522 超前校正系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖中 Gc1（ 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。 圖圖 553滯后校正模擬電路圖 （ 2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示如圖 54 圖圖 554滯后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖中 Gc1(s） =10 10（ s+1） Gc2（ s） = 11s+1 3．串聯(lián)超前 — 滯后校正（ 1） 模擬電路圖如圖 55，雙刀開關(guān)斷開對應(yīng)未校狀態(tài)，接通對應(yīng)超前 — 滯后校正。 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。 圖圖 5566 超前 — 滯后校正系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖中 Gc1（ s） =6 6（ +1）（ +1） Gc2（ s） = （ 6s+1）（ +1） 四、實驗步驟 ，在桌面雙擊圖標 [自動控制實驗系統(tǒng) ]運行軟件。 ,通信正常繼續(xù)。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。 超前校正： (圖 51)。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。檢查無誤后接通電源。 s 放在斷開位置。 [五、連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正 ]。鼠標單擊按鈕，彈出實驗課題參數(shù)設(shè)置對話框。在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置相應(yīng)的實驗參數(shù)后鼠標單擊確認等待p和調(diào)節(jié)時間 ts。 s 接通，重復(fù)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： 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)。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，將純積分電容兩端連在模擬開關(guān)上。檢查無誤后接通電源。 s放在斷開位置。 [五、連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正 ]。鼠標單擊按鈕，彈出實驗課題參數(shù)設(shè)置對話框，在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置相應(yīng)的實驗參數(shù)后鼠標單擊確認等待屏幕的顯示區(qū)顯示實驗結(jié)果，p和調(diào)節(jié)時間 ts。 s 接通，重復(fù)步驟 9,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)。 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′。 3．比較校正前后系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線及性能指標，說明校正裝置的作用。 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。為此，要求校正網(wǎng)絡(luò)最大的相位超前角出現(xiàn)在系統(tǒng)的截止頻率（剪切頻率）處。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)。 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