实验四线性系统的串联校正.doc

实验四 线性系统的串联校正一实验目的1掌握线性系统的串联校正方法；2研究串联校正装置对系统性能的影响；3对线性系统串联校正进行计算机仿真研究，并对电路模拟与数字仿真结果进行比较。二实验内容1搭建待校正系统模拟电路，观测系统响应波形，记录超调量%和调节时间ts；2加入串联校正环节，观测校正后的系统响应波形，记录超调量%和调节时间ts；3运行线性系统串联校正的仿真软件，并对电路模拟与数字仿真结果进行比较。三实验步骤在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，也可选用本实验台上的虚拟示波器。如果选用虚拟示波器，只要运行ACES程序，选择菜单列表中的相应实验项目，再选择开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验台上的虚拟示波器CH1、CH2两通道观察被测波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。1待校正线性系统实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A3、实验电路A4。待校正线性系统模拟电路如图1-4-1所示，系统开环传递函数为：，增益K100，相角裕度。图1-4-1待校正线性系统模拟电路()（1） 设置阶跃信号源：A将阶跃信号区的选择开关拨至“05V”；B将阶跃信号区的“05V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接；C按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“05V”端子产生阶跃信号。（2） 搭建待校正线性系统模拟电路：A将实验电路A3的“OUT3”端子与实验电路A1的“IN12”端子相连接，将A1的“OUT1”与A4的“IN41”端子相连接，A4的“OUT4”与A3的“IN33”相连接；B按照图1-4-1选择拨动开关：图中：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=500K、R54.0K、R6=400K、 R7=10K、R8=10K、C1=2.0uF、C2=0.1uF将A3的S5、S6、S10，A1的S4、S10，A4的S1、S8拨至开的位置；（3） 连接虚拟示波器：将实验电路A4的“”与示波器通道CH1相连接。（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测待校正线性系统的输出响应曲线,并记录曲线的超调量% 和调节时间ts。（5） 运行待校正线性系统软件仿真，记录理想输出响应曲线的波形、超调量% 和调节时间ts。2串联滞后校正实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A3、实验电路A4、实验电路A5。加入串联滞后校正的线性系统模拟电路如图1-4-2所示，校正后系统的相角裕度，滞后校正函数为：。图1-4-2串联滞后校正线性系统模拟电路()（1） 设置阶跃信号源：A将阶跃信号区的选择开关拨至“05V”；B将阶跃信号区的“05V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接；C按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“05V”端子产生阶跃信号。（2） 搭建串联滞后校正线性系统模拟电路：A将实验电路A3的“OUT3”端子与实验电路A5的“IN51”端子相连接，将A5的“OUT5”与A1的“IN12”端子相连接，将A1的“OUT1”与A4的“IN41”端子相连接，A4的“”与A3的“IN33”相连接；B按照图1-4-2选择拨动开关：图中：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=500K、R54.0K、R6=400K、 R7=10K、R8=10K、R9=960K、R10=240K、R11=960K、C1=2.0uF、C2=0.1uF、C3=2.0uF将A3的S5、S6、S10，A5的S1、S8、A1的S4、S10，A4的S1、S8拨至开的位置；（3） 连接虚拟示波器：将实验电路A4的“OUT4”与示波器通道CH1相连接。（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测串联滞后校正线性系统的输出响应曲线,并记录曲线的超调量% 和调节时间ts。（5） 运行串联滞后校正线性系统软件仿真，记录理想输出响应曲线的波形、超调量% 和调节时间ts。3串联超前校正实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A3、实验电路A4、实验电路A6。加入串联超前校正的线性系统模拟电路如图1-4-3所示，校正后系统的相角裕度，超前校正函数为：。图1-4-3串联超前校正线性系统模拟电路()（1） 设置阶跃信号源：A将阶跃信号区的选择开关拨至“05V”；B将阶跃信号区的“05V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接；C按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“05V”端子产生阶跃信号。（2） 搭建串联滞后校正线性系统模拟电路：A将实验电路A3的“OUT3”端子与实验电路A6的“IN61”端子相连接，将A6的“OUT6”与A1的“IN12”端子相连接，将A1的“OUT1”与A4的“IN41”端子相连接，A4的“”与A3的“IN33”相连接；B按照图1-4-2选择拨动开关：图中：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=500K、R54.0K、R6=400K、 R7=10K、R8=10K、R9=41K、R10=8K、R11=41K、C1=2.0uF、C2=0.1uF、C3=1.0uF将A3的S5、S6、S10，A6的S7、S10、A1的S4、S10，A4的S1、S8拨至开的位置；（3） 连接虚拟示波器：将实验电路A4的“OUT4”与示波器通道CH1相连接。（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测串联超前校正线性系统的输出响应曲线,并记录曲线的超调量% 和调节时间ts。（5） 运行串联超前校正线性系统软件仿真，记录理想输出响应曲线的波形、超调量% 和调节时间ts。4串联PD校正实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、实验电路A3、实验电路A4、实验电路A6。加入串联PD校正的线性系统模拟电路如图1-4-4所示图1-4-4串联PD校正线性系统模拟电路（1） 设置阶跃信号源：A将阶跃信号区的选择开关拨至“05V”；B将阶跃信号区的“05V”端子与实验电路A3的“IN32”端子相连接；C按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“05V”端子产生阶跃信号。（2） 搭建串联PD校正线性系统模拟电路：A将实验电路A3的“OUT3”端子与实验电路A6的“IN63”端子相连接，将A6的“OUT6”与A1的“IN12”端子相连接，将A1的“OUT1”与A4的“IN41”端子相连接，A4的“”与A3的“IN33”相连接；B按照图1-4-2选择拨动开关：图中：R1=200K、R2=200K、R3=200K、R4=500K、R54.0K、R6=400K、 R7=10K、R8=10K、R9=100K、R10=10K、R11=8.2K、R12=20、C1=2.0uF、C2=0.1uF、C3=1.0uF将A3的S5、S6、S10，A6的S1、S8、A1的S4、S10，A4的S1、S8拨至开的位置；（3） 连接虚拟示波器：将实验电路A4的“OUT4”与示波器通道CH1相连接。（4） 输入阶跃信号，通过虚拟示波器