自动控制原理实验五 连续系统串联校正

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实验目的

本次实验的目的是通过建模仿真,分析δ%,Tp,Ts的前后变化,加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。

实验内容

1.串联超前校正

(1)系统模拟电路图如图5-1,图中开关S断开对应未校情况,接通对应超前校正。

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                                     图5-1 超前校正电路图

   (2)系统结构图如图5-2

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图5-2 超前校正系统结构图

参考实验指导书,图中的GC(S)的传递函数为:

校正前: Gc1(s)=2

                                  2(0.055s+1)

校正后:Gc2(s)=————————

                                     0.005s+1   

  2.串联滞后校正

  1. 模拟电路图如图5-3,开关s断开对应未校状态,接通对应滞后校正。
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                                         图5-3 滞后校正模拟电路图

(2)系统结构图示如图5-4   

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图5-4 滞后系统结构图

参考实验指导书,图中的GC(S)的传递函数为:

校正前: Gc1(s)=2

                                   2(s+1)

校正后:Gc2(s)=——————

                                    11s+1

3.串联超前—滞后校正

  1. 模拟电路图如图5-5,双刀开关断开对应未校状态,接通对应超前—滞后校正。
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图5-5 超前—滞后校正模拟电路图

  1. 系统结构图示如图5-6。
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图5-6超前—滞后校正系统结构图

参考实验指导书,图中的GC(S)的传递函数为:

校正前: Gc1(s)=6

                                 6(1.2s+1)(0.15s+1)

校正后:Gc2(s)=————————————

                                    (6s+1)(0.05s+1)   

实验步骤:

  1. 打开matlab的simulink,选择库浏览器。

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超前校正:

  1. 首先第一个做的是超前校正,在库浏览器中找到阶跃函数,阶跃函数位于库浏览器中的Sources当中,长按左键将之拖至模型中。

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  1. 首先根据系统结构图(在实验内容当中)构建校正前的模型,如图:

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  1. 其中的一些模块参数设置如下(模块配置前几个实验有详细讲解,这里就不详述了):

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  1. 点击运行,并观察波形(scope背景更改前边也有详细讲解):

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6、此时我们发现系统稳态性能较好而动态性能并不理想,此时我们再加入超前校正,并做比较,根据实验内容中校正后:

                     2(0.055s+1)

Gc2(s)=————————

                         0.005s+1

所以在模型中加入,如图:

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参数设置为:

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7、点击运行,并观察校正前后系统响应波形:

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8、可以观察到,加入超前校正后,系统动态性能得到了改善,此时可以分析δ%,Tp,Ts的前后变化并记录进行分析:

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滞后校正

9、第二个是滞后校正,将超前校正的模型复制粘贴,并根据实验内容进行更改,

 Gc1(s)=2

                     2(s+1)

Gc2(s)=  —————

                      11s+1

如图:

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10、点击运行,并通过波形观察可知,通过滞后校正,系统性能得到了改善,此时可以分析δ%,Tp,Ts的前后变化并记录进行分析:

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超前--滞后校正

11、第三个是超前--滞后校正,和之前一样,将模型复制粘贴,再根据实验内容进行修改

 Gc1(s)=6

                        6(1.2s+1)(0.15s+1)

Gc2(s)=——————————————

                       (6s+1)(0.05s+1)   

如图:

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12、点击运行,并通过波形观察可知,通过超前--滞后校正,系统性能得到了改善,此时可以分析δ%,Tp,Ts的前后变化并记录进行分析:

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小结:当系统的开环增益满足其稳态性能的要求后,它的动态性能一般都不理想,甚至会发生不稳定。为此需在系统中串接校正装置,既能使系统的开环增益不变,又使系统的动态性能满足要求。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-770873.html

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