实验三 控制系统串联校正

一、 实验目的

1、了解和掌握串联校正的分析和设计方法。

2、研究串联校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响。

二、 实验内容

1、设计串联超前校正，并验证。

2. 设计串联滞后校正，并验证。

三、 实验原理

其中Gc(s)为校正环节，可放置在系统模型中来实现，也可使用模拟电路的方式由模拟机实现。

3.未加校正时，         。

4.加串联超前校正时，，

给定，则。

5．加串联滞后校正时，

给定，则。

四、实验数据

1.未加校正  σ%=45.07  ts=6.007

2.加超前校正σ%=21.988   ts=2.406

3.加滞后校正：σ%=19.46   ts=14.55

五、实验结果图

（1）未校正

 

（2）超前校正

 

 

六、数据分析

时域角度，超前和滞后都减少了系统的超调量，使得过渡过程变得较为平稳。滞后校正增加了系统的调节时间，过渡过程变慢，系统响应变得迟钝；超前校正减少了调节时间，过渡过程变快，系统响应变得迅速。

从频域角度看，超前校正和滞后校正都增大了系统的相稳定裕度，系统稳定性增强。

                                                              11091061 章学丰

110923班

    

第二篇：北航自动控制原理试题

班号 学号 姓名 成绩

《 自动控制原理B 》期末考试卷

一、填空题（35分）

1、工程上常常用三个方面来评价自动控制系统的总体性能：、、。飞机控制系统框图1如下，系统的控制方式为 ，被控对象和执行机构分别为： 和 。（6分）

图1、飞机自动控制系统框图

2、试写出下列典型环节的传递函数G(s)。比例环节节 ； 积分环节 ；惯性环节 ；振荡环节 。（5分）

3、单位负反馈系统的闭环传递函数为Y?s?Ks?b（a, b为正数）， ?2Rss?as?b

K＝（5分）

4、闭环系统如图2所示，系统前向通道传递函数G(s)表达式为

G(s)?20(s?5)(4s?1)5s?1，反馈通道传递函数为，那H(s)?s?2s(s?0.5)(s?40)(0.1s2?0.08s?1)

么前向通路增益为KG＝＿＿＿＿，前向通路根轨迹增益为KG*＝＿ ＿＿，反馈通路增益为KH＝＿＿＿＿，反馈通路根轨迹增益为KH*= ＿开环系统根轨迹增益为K*= ＿闭环系统根轨迹增益为K1*= ＿＿＿。（6分）

图2、基本反馈控制系统原理图

K(0.5s?1)

, 2

s(s?1)(0.5s?s?1)

5、已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)?

则系统稳定时的K值范围是 。（6分）

6、已知系统单位阶跃响应为c(t)?1?e?4t?2e?2t，则系统频率特性表达式为 。（7分）

二、图3表示惯性导航地垂线跟踪系统结构图。试确定闭环传递函数C(s)/R(s)。（10分）

图3、惯性导航地垂线跟踪系统结构图

三、设图4（a）所示的系统的单位阶跃响应曲线如图4（b）所示，确定参数K1、K2和a的值。（10分）

图4（a）系统结构图

h(t)

1.00

0.40.81.21.62.0

图4（b）系统单位阶跃响应

四、系统结构图如图5所示，试选取?值使系统具有阻尼比??0.707，并选取G(s) 使得干扰N对系统输出没有影响。（10分）

图5

五、已知控制系统前向通道和反馈通道的传递函数分别为

G(s)?K(s?1)5， H(s)?s2?4s?4s?5

绘制当K从0??变化时根轨迹，确定使系统闭环稳定的K值范围。（10分）

六、某系统的开环对数幅频特性曲线如图6所示，其中虚线表示校正前的，实线表示校正后的。求解：

1）确定所用的是何种串联校正性质的校正，并写出校正装置的传递函数Gc(s)；

2）确定校正后系统临界稳定时的开环增益值；

3）当开环增益K?1时，求校正后系统的相位裕量?，幅值裕量h。（15分）

d?s?1)

图6

七、单位反馈系统开环传递函数G(s)?200，试设计校正网络，使系统满s(0.1s?1)

足：（1）??45?；（2）截止频率不低于50（rad/s）。（10分）