典型環(huán)節(jié)的模擬研究自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告-資料下載頁(yè)
2025-07-03 15:42本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】具體用法參見(jiàn)用戶(hù)手冊(cè)中的示波器部分。典型比例環(huán)節(jié)模擬電路如圖3-1-1所示。B1單元中電位器的左邊K3開(kāi)關(guān)撥下，右邊K4開(kāi)關(guān)撥下。按鈕，L9燈亮，調(diào)節(jié)電位器，用萬(wàn)用表測(cè)量Y測(cè)孔）。構(gòu)造模擬電路：按圖3-1-1安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線(xiàn)，表如下。運(yùn)行、觀(guān)察、記錄：（注：CH1選‘×1’檔?！?4V階躍），用示波器觀(guān)測(cè)A6輸出端的實(shí)際響應(yīng)曲線(xiàn)Uo。為了避免積分飽和，將函數(shù)發(fā)生器所產(chǎn)生的周期性矩形波信號(hào)，零輸出時(shí)，將自動(dòng)對(duì)模擬電路鎖零。等待完整波形出來(lái)后，移動(dòng)虛擬示波器橫游標(biāo)到0V處，再移。另一根橫游標(biāo)到ΔV=Kp×輸入電壓處，得到與積分曲線(xiàn)的兩個(gè)交點(diǎn)。（連續(xù)的正輸出寬。等待完整波形出來(lái)后，把最高端電壓（）減去穩(wěn)態(tài)
【正文】 法串聯(lián)超前校正 一．實(shí)驗(yàn)要求 1．了解和掌握二階系統(tǒng)中的閉環(huán)和開(kāi)環(huán) 對(duì)數(shù) 幅頻特性和相頻特性（波德圖）的構(gòu)造及繪制方法。 2．了解和掌握超前校正 的原理，及 超前校正網(wǎng)絡(luò) 的參數(shù) 的計(jì)算。 3．熟練掌握使用本 實(shí)驗(yàn)機(jī)的 二階系統(tǒng)開(kāi)環(huán) 對(duì)數(shù) 幅頻特性和相頻特性的測(cè)試方法。 4．觀(guān)察和分析系統(tǒng)未校正和串聯(lián)超前校正后 的 開(kāi)環(huán) 對(duì)數(shù) 幅頻特性 )(?L 和相頻特性 )(?? ， 幅 二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 及步驟 未校正系統(tǒng)的頻域特性的測(cè)試 未 校 正 系 統(tǒng) 頻 域 特 性 測(cè) 試 的 模 擬 電 路 圖 見(jiàn) 圖 334 。 圖 334 未校正系統(tǒng)頻域特性測(cè)試的模擬電路圖 實(shí)驗(yàn)步驟： （ 1）將數(shù) /模轉(zhuǎn)換器（ B2）輸出 OUT2 作為被測(cè)系統(tǒng)的輸入。 （ 2）構(gòu)造模擬電路：按圖 334 安置短路套及測(cè)孔聯(lián)線(xiàn)，在《 1。未校正系統(tǒng)時(shí)域特性的測(cè)試》的聯(lián)線(xiàn)表上增加頻率特性測(cè)試模塊 （ 3）運(yùn)行、觀(guān)察、記錄 將數(shù) /模轉(zhuǎn)換器（ B2）輸出 OUT2 作為被測(cè)系統(tǒng)的輸入，運(yùn)行 LABACT 程序，在界面的自動(dòng)控制菜單下的線(xiàn)性控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，選 擇二階系統(tǒng)，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始，則進(jìn)行頻率特性測(cè)試。 被測(cè)二階系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性 相頻特性 3．超前校正網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) ① 在未校正系統(tǒng)模擬電路的開(kāi)環(huán)相頻特性曲線(xiàn)（圖 335）上測(cè)得未校正系統(tǒng)的相位裕度γ =176。 ② 如果設(shè)計(jì)要求校正后系統(tǒng)的相位裕度γ ′ =50176。，則網(wǎng)絡(luò) 的最大 超前相位角必須 為： ??????????? 429195039。m △??? ， m ?? 。 其中△為考慮到 )39。( CC ??? ＜ 時(shí)，所需減的角度，一般取 5176。 ~10176。 ③ 據(jù)式 333 可計(jì)算出網(wǎng)絡(luò) 的參數(shù)： 5 0. 671sin1 sin1a mm ?????? ?? ④ 據(jù)式 334 可計(jì)算出網(wǎng)絡(luò) 的最大 超前相位角 m? 處的對(duì) 數(shù) 幅頻值 為： 7dB1 0 lg 51 0 lg a)(L mC ???? ⑤ 在系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅頻特性曲線(xiàn)（圖 336）上，可測(cè)得 7dB)(L ??? 時(shí)的 角頻率m? = rad/s ，該角頻率應(yīng)是網(wǎng)絡(luò) 的最大 超前角頻率，這亦是串聯(lián)超前校正后系統(tǒng) 的零分貝 頻率 39。c? 。 ⑥ 據(jù)式 332 可 計(jì) 算 出 計(jì) 算 串 聯(lián) 超 前 校 正 網(wǎng) 絡(luò) 參 數(shù) ：0 4. 4 1a1T m ???? ? ， ⑦ 據(jù)式 335 令 C=1u， 計(jì)算出： R4=155K， R5= ⑧ 因?yàn)?a=5，所以系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益應(yīng)改為 30,56aKK 39。 ????? 超 前 校 正 網(wǎng) 絡(luò) 傳 遞 函 數(shù) 為 ： 0 .0 3 1 S1 0 .1 5 5 S151)S(GC ???? （ 337） 4. 串聯(lián)超前校正后系統(tǒng)的頻域特性的測(cè)試 串聯(lián)超前校正后系統(tǒng)頻域特性測(cè)試的模擬電路圖見(jiàn)圖 337。 圖 337 串聯(lián)超前校正后系統(tǒng)頻域特性測(cè)試的模擬電路圖 圖 337 串聯(lián)超前校正后系統(tǒng)的 傳遞函數(shù)為：0 .3 S )0 .2 S ( )S(G ?????? 實(shí)驗(yàn)步驟： 1 按圖連線(xiàn) 2 運(yùn)行、觀(guān)察、記錄： 幅頻特性： 相頻特性 頻域法串聯(lián)遲后校正 一 ．未校正系統(tǒng)的頻域特性的測(cè)試 本實(shí)驗(yàn)將數(shù) /模轉(zhuǎn)換器（ B2）單元作為信號(hào)發(fā)生器，自動(dòng)產(chǎn)生的超低頻正弦信號(hào)的頻率從 到 16Hz 變化， OUT2 輸出施加于被測(cè)系統(tǒng)的輸入端 r(t)，然后分別測(cè)量被測(cè)系統(tǒng)的輸出信號(hào)的對(duì)數(shù)幅值和相位，數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)運(yùn)算后在 虛擬示波器中顯示。未校正系統(tǒng)頻域特性測(cè)試的模擬電路圖見(jiàn)圖 3315。 未校正系統(tǒng)頻域特性測(cè)試的模擬電路圖 實(shí)驗(yàn)步驟： （ 1）將數(shù) /模轉(zhuǎn)換器（ B2）輸出 OUT2 作為被測(cè)系統(tǒng)的輸入。 （ 2）構(gòu)造模擬電路，如圖所示。 （ 3）運(yùn)行、觀(guān)察、記錄，在未校正系統(tǒng)模擬電路的相頻特性曲線(xiàn)上可測(cè)得未校正系統(tǒng)頻域特性，記錄穿越頻率，相位裕度。 二 ．串聯(lián)遲后校正系統(tǒng)的頻域特性的測(cè)試 運(yùn)行程序同《 2．未校正系統(tǒng)的頻域特性的測(cè)試》。 實(shí)驗(yàn)步驟： 在《 2．未校正系統(tǒng)的頻域特性的測(cè)試》聯(lián)線(xiàn)表上，取消 A1 單元（ OUT）到 A5 單元（ H1）的聯(lián)線(xiàn)，再根據(jù)串聯(lián)遲后校正后系統(tǒng)頻域特性測(cè)試的模擬電路圖補(bǔ)充校正網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)線(xiàn)。 串聯(lián)遲后校正系統(tǒng)頻域特性測(cè)試的模擬電路圖 三 .實(shí)驗(yàn)步驟： 運(yùn)行、觀(guān)察、記錄，在校正后系統(tǒng)模擬電路的相頻特性曲線(xiàn)上可測(cè)得未校正系統(tǒng)頻域特性，記錄穿越頻率，相位裕度。 四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理結(jié)果 未校正系統(tǒng)的頻域特性 幅頻特性： 相頻特性： 串聯(lián)遲后校正系統(tǒng)的時(shí)域特性 幅頻特性： 相頻特性： 五：實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，使我對(duì)超前校正和遲后校正有了更深刻的了解。同時(shí)這是本學(xué)期自控最后一次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這一系列的實(shí)驗(yàn)，對(duì)我的動(dòng)手能力和掌握好書(shū)本知識(shí)都有很好的幫助。
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