自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-24 05:14本頁面
【正文】 2（保持wc2不變，改變wc1）wc18910111213wc220超調(diào)量14%21%27%33%39%46%調(diào)節(jié)時(shí)間(s)XXX據(jù)表格數(shù)據(jù)得出結(jié)論：wc1越大，超調(diào)量隨之變大，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短；wc2越小，調(diào)節(jié)時(shí)間隨之縮短，但超調(diào)量越大。綜合考慮，折中選擇wc1=10，wc2=20。程序運(yùn)行結(jié)果得到各校正環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)及校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)、校正后系統(tǒng)的Bode圖及階躍響應(yīng)曲線。實(shí)驗(yàn)得到傳遞函數(shù)為： Gc1 =Gc2 = G3 = 校正后系統(tǒng)的Bode圖及時(shí)域響應(yīng)曲線分別如圖510和圖511所示圖510 經(jīng)滯后—超前校正的系統(tǒng)Bode圖 由上圖得，，穿越頻率為113rad/s。圖511 經(jīng)滯后—超前校正的系統(tǒng)階躍響應(yīng) 圖511中可以看出系統(tǒng)超調(diào)量在30%以下，并且調(diào)節(jié)時(shí)間不大，系統(tǒng)最后是趨于穩(wěn)定的。校正后系統(tǒng)在Simulink中的仿真模型如圖512所示。 圖512 校正后系統(tǒng)的Simulink仿真模型由Simulink仿真模型得到的系統(tǒng)階躍響應(yīng)如圖513所示。圖513（a）由Simulink仿真模型得到的系統(tǒng)階躍響應(yīng)圖513（b） 由Simulink仿真模型得到的系統(tǒng)階躍響應(yīng)（超調(diào)量） 圖513(a) 體現(xiàn)出了校正后的系統(tǒng)是穩(wěn)定的，而在圖513(b) 中則可以清楚的看出校正后的系統(tǒng)超調(diào)量在30%以下，說明經(jīng)過滯后超前校正之后的系統(tǒng)已經(jīng)可以達(dá)到要求。 使用EWB搭建校正后模擬實(shí)際電路Gc1 =可以分解為：微分環(huán)節(jié)s++1；Gc2 = 可以分解為：++1。實(shí)現(xiàn)電路圖解如下： （a）一階微分部分 （b）慣性部分圖514 校正網(wǎng)絡(luò)G(s)G(s）分解為一階微分和慣性環(huán)節(jié)：在一階微分部分514（a）中，G(s)=K(Ts+1),；在慣性環(huán)節(jié)部分514(b)中，G(s)=，, 。Gc1 =中,一階微分(a)中：， ， ，； 慣性(b)中：， 。 Gc2 =中，一階微分部分(a)中：， ，； 慣性(b)中：。模擬搭建的實(shí)際電路如圖515：圖515 校正后的電路模擬其中信號(hào)依次通過校正環(huán)節(jié)Gc1和Gc2，然后經(jīng)過原系統(tǒng)和反相器。每個(gè)校正環(huán)節(jié)運(yùn)用一個(gè)一階微分和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)構(gòu)成，具體數(shù)值如上文所計(jì)算。點(diǎn)擊右上角的電源按鈕開始模擬，點(diǎn)擊示波器模塊觀察結(jié)果。電路模擬結(jié)果如圖516(a)(b)所示：圖516 a) 調(diào)節(jié)時(shí)間測(cè)量圖516 (b) 超調(diào)量測(cè)量滯后超前結(jié)果分析：采用滯后超前串聯(lián)校正系統(tǒng)后，可知校正以后系統(tǒng)的穿越頻率113rad/s，，相角裕度為，其階躍響應(yīng)為振蕩收斂，，超調(diào)量在25%左右。校正結(jié)果均滿足系統(tǒng)要求，可以說此次校正合適。六、總結(jié)應(yīng)課程設(shè)計(jì)要求，對(duì)課程設(shè)計(jì)給出的系統(tǒng)進(jìn)行分析測(cè)試，發(fā)現(xiàn)本課程設(shè)計(jì)給出的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能均不滿足要求，需要校正。本報(bào)告先分析比較了多種方法原理后，選用工程常用的串聯(lián)校正方法。雖然題目直接就要求使用滯后超前串聯(lián)校正方式，但是首先使用單一的超前和滯后校正方法校正，因?yàn)檫@兩種校正方式最簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來最容易，然而在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后這兩種方法均不能很好地達(dá)到要求。之后，嘗試使用串聯(lián)滯后—超前校正方法。經(jīng)過多次試湊參數(shù)，找到調(diào)節(jié)規(guī)律，最終得到了符合要求的校正環(huán)節(jié)。此外，還基于系統(tǒng)傳遞函數(shù)，通過EWB軟件模擬了實(shí)際電路。本實(shí)驗(yàn)如果運(yùn)用Multisim進(jìn)行模擬，會(huì)有錯(cuò)誤，不能模擬。本實(shí)驗(yàn)使用MATLAB軟件。MATLAB功能強(qiáng)大，然而，因?yàn)檎莆盏腗ATLAB軟件知識(shí)不足，實(shí)驗(yàn)過程中參考了許多前人經(jīng)驗(yàn)，在今后的學(xué)習(xí)中需要更深入掌握MATLAB。22
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