自動控制原理實驗

1、自動控制原理實驗課件自動控制原理實驗課件 羅雪蓮羅雪蓮目目 錄錄n實驗一實驗一 典型環(huán)節(jié)的模擬研究典型環(huán)節(jié)的模擬研究 n實驗二實驗二 典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性 n實驗三實驗三 控制系統(tǒng)的頻率特性控制系統(tǒng)的頻率特性 n實驗四實驗四 線性連續(xù)系統(tǒng)校正線性連續(xù)系統(tǒng)校正 n實驗五實驗五 采樣系統(tǒng)分析采樣系統(tǒng)分析 n實驗六實驗六 非線性系統(tǒng)靜態(tài)特性的研究非線性系統(tǒng)靜態(tài)特性的研究 n實驗七實驗七 非線性系統(tǒng)的相平面法分析非線性系統(tǒng)的相平面法分析n實驗八實驗八 非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法分析n實驗九實驗九 采樣控制系統(tǒng)校正采樣控制系統(tǒng)校正n實驗十實驗十 狀態(tài)反饋

2、狀態(tài)反饋n附錄附錄: : 實驗系統(tǒng)介紹實驗系統(tǒng)介紹 實驗實驗一一 典型環(huán)節(jié)模擬研究典型環(huán)節(jié)模擬研究本實驗為驗證性實驗 一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?1、學(xué)習(xí)構(gòu)成典型環(huán)節(jié)的模擬電路，了解電路參數(shù)對環(huán)節(jié)特性影響。 2、熟悉各種典型典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)。 3、學(xué)習(xí)典型環(huán)節(jié)階躍響應(yīng)的測量方法，并學(xué)會由階躍響應(yīng)曲線計算典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。二、實驗設(shè)備二、實驗設(shè)備 PC機(jī)一臺，TDN-AC系列教學(xué)實驗系統(tǒng)。典型環(huán)節(jié)名稱典型環(huán)節(jié)名稱 方塊圖方塊圖傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)比例（P）積分（I）比例積分（PI）三實驗原理及電路三實驗原理及電路下面列出了各典型環(huán)節(jié)的方框圖、傳遞函數(shù)、模擬電路圖、階躍響應(yīng)，實驗前應(yīng)熟悉了解。1、各

3、環(huán)節(jié)的方塊圖及傳遞、各環(huán)節(jié)的方塊圖及傳遞比例微分（PD） 慣性環(huán)節(jié) （T）比例積分微分（PID） 各典型環(huán)節(jié)名稱 模擬電路圖 輸出響應(yīng) 比例（P） U0(t)=K (t0)其中K=R1/R0 積分（I） U0(t)= (t0)其中T=R0C 比例積分（PI） U0(t)= (t0)其K=R1/R0，T=R1C2、各典型環(huán)節(jié)的模擬電路圖及輸出響應(yīng)、各典型環(huán)節(jié)的模擬電路圖及輸出響應(yīng)tT1tT1tT1tT1tTK1比例微分（PD） U0(t)=KT(t)+K其中(t)為單位脈沖函數(shù)慣性環(huán)節(jié)（T） U0(t)=K(1-e-t/T)其中K=R1/R0，T=R1C比例積分微分（PID） 其中(t)為單位脈

4、沖函數(shù)Kp=R1/R0;Ti=R0C1Td=R1R2C2/R0四、實驗內(nèi)容及步驟四、實驗內(nèi)容及步驟1、觀測比例、積分、比例積分、比例微分和慣性環(huán)節(jié)的階、觀測比例、積分、比例積分、比例微分和慣性環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線。躍響應(yīng)曲線。（1）實驗接線 準(zhǔn)備：使運(yùn)放處于工作狀態(tài)。 將信號源單元（U1 SG）的ST端（插針）與+5V端（插針）用“短路塊”短接，使模擬電路中的場效應(yīng)管（3DJ6）夾斷，這時運(yùn)放處于工作狀態(tài) 階躍信號的產(chǎn)生； 電路可采用圖1-1所示電路，它由“單脈沖單元”（U13 SP）及“電位器單元”（U14 P）組成。 具體線路形成：在U13 SP單元中，將H1與+5V 插針用“短路塊”短接，

5、H2 插針用排線接至U14 P單元的X插針；在U14 P 單元中，將Z插針和GND插針用“短路塊”短接，最后由插座的Y端輸出信號。以后實現(xiàn)再用到階躍信號時，方法同上，不再累贅。（2）實驗操作 按2中的各典型環(huán)節(jié)的模擬電路圖將線接好（先按比例,PID先不接）。將模擬電路輸入端（Ui）與階躍信號的輸出端Y相聯(lián)接；模擬電路的輸出端（U0）接至示波器。按下按鈕（或松平按扭）H 時 ，用示波器觀測輸出端U0(t)的實際響應(yīng)曲線，且將結(jié)果記下。改變比例參數(shù)，重新觀測結(jié)果。同理得出積分、比例積分、比例微分和慣性環(huán)節(jié)的實際響應(yīng)曲線，它們的理想曲線和實際響應(yīng)曲線見表1-1。2、觀察、觀察PID環(huán)節(jié)的響應(yīng)曲線環(huán)節(jié)

6、的響應(yīng)曲線 此時Ui采用U1 SG單元的周期性方波信號（U1單元的ST 的插針改為與S 插針用“短路塊”短接，S11波段開關(guān)置與“階躍信號”檔，“OUT”端的輸出電壓即為階躍信號電壓，信號周期由波段開關(guān)S12與電位器W11調(diào)節(jié)，信號幅值由電位器W12調(diào)節(jié)。以信號幅值小、信號周期較長比較適宜）。 參照2中的PID模擬電路圖，將PID環(huán)節(jié)搭接好。 將中產(chǎn)生的周期性方波加到PID環(huán)節(jié)的輸入端（Ui），用示波器觀測PID的輸出端（U0），改變電路參數(shù)，重新觀察并記錄。 實驗二實驗二 典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性本實驗為驗證性實驗 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?、熟悉有關(guān)二階系統(tǒng)的特性和

7、模擬仿真方法。 2、研究二階系統(tǒng)的兩個重要參數(shù)阻尼比和無阻尼自然頻率n對過渡過程的影響。 3、研究二階對象的三種阻尼比下的響應(yīng)曲線及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 4、熟悉勞斯判據(jù)，用勞斯判據(jù)對三階系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。二、實驗設(shè)備二、實驗設(shè)備 PC機(jī)一臺，TDN-AC系列教學(xué)實驗系統(tǒng)。三、實驗原理及電路三、實驗原理及電路 1、典型二階系統(tǒng)、典型二階系統(tǒng) 典型二階系統(tǒng)的方塊圖及傳遞函數(shù) 圖2-1是典型二階系統(tǒng)原理方塊圖，其中T0=1s,T1=0.1s，K1分別為10、5、2、1。圖2-22、典型三階系統(tǒng)、典型三階系統(tǒng)典型三階系統(tǒng)的方塊圖：見圖2-3。模擬電路圖：見圖2-4。圖2-4開環(huán)傳遞函數(shù)為： （其中K=5

8、00/R） 系統(tǒng)的特征方程為1+G(S)H(S)=0 即S3+12S2+20S+20K=0由Routh判據(jù)得：0K41.7K 系統(tǒng)穩(wěn)定 K=12，即R=41.7 K 系統(tǒng)臨界穩(wěn)定 K12，即R20ms時，沒有輸出波形，即系統(tǒng)采樣失真，從而驗證了香農(nóng)定理。3.采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)實驗步驟采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)實驗步驟按圖5-5接線。檢查無誤后開啟設(shè)備電源.取T=5ms加階躍信號r（t），觀察并記錄系統(tǒng)的輸出波形C（t），測量超調(diào)量%。將信號源單元的開關(guān)S12置于2-600ms檔，調(diào)節(jié)電位器W11使采樣周期T=30ms，系統(tǒng)加入階躍信號，觀察并紀(jì)錄系統(tǒng)輸出波形，測出超調(diào)量%。調(diào)節(jié)電位器W

9、11使采樣周期T=150ms，觀察并記錄系統(tǒng)的輸出波形。將實驗結(jié)果填入表5-1：采樣周期T（ms） 采樣周期T（ms） 穩(wěn)定性 響應(yīng)曲線 530150表5-1實驗六 典型非線性環(huán)節(jié)一、一、實驗原理和電路實驗原理和電路 本實驗以運(yùn)算放大器為基本元件，在輸入端和反饋網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置相應(yīng)元件（穩(wěn)壓管、二極管、電阻、電容）組成各種典型非線性的模擬電路。1、繼電特性、繼電特性：見圖6-1實驗六 非線性系統(tǒng)靜態(tài)特性的研究一、一、實驗原理和電路實驗原理和電路 本實驗以運(yùn)算放大器為基本元件，在輸入端和反饋網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置相應(yīng)元件（穩(wěn)壓管、二極管、電阻、電容）組成各種典型非線性的模擬電路。1、繼電特性、繼電特性：見圖6-1

10、實驗六 非線性系統(tǒng)靜態(tài)特性的研究一、一、實驗原理和電路實驗原理和電路 本實驗以運(yùn)算放大器為基本元件，在輸入端和反饋網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置相應(yīng)元件（穩(wěn)壓管、二極管、電阻、電容）組成各種典型非線性的模擬電路。1、繼電特性、繼電特性：見圖6-1圖6-1 繼電模擬電路 理想繼電特性如圖6-1C所示。圖中M值等于雙向穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。圖 6-1C 理想繼電特性2、飽和特性飽和特性：見圖6-2A及圖6-2B圖 6-2A 飽和特性模擬電路 圖6-2B 理想飽和特性 理想飽和特性圖中飽和值等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，斜率k等于前一級反饋電阻值與輸入電阻值之比，即：k=Rf/R3、死區(qū)特性死區(qū)特性 死區(qū)特性模擬電路圖：見圖6-3A圖

11、 6-3A 死區(qū)特性模擬電路死區(qū)特性如圖6-3B所示。 圖6-3B 死區(qū)特性 圖中特性的斜率k為：k= ，死區(qū)= 12 （V）=0.4R2（V） 式中R2的單位K，且R2=R1。（實際還應(yīng)考慮二極管的壓降值） 4、間隙特性間隙特性 間隙特性的模擬電路圖：見圖6-4A 間隙特性如圖6-4B所示，途中空間特性的寬度（OA）為：RfR0R230式中R2的單位K，（R2=R1）特性斜率tg為：根據(jù)式（6-4）和（6-5）可知道，改變和可改變空回特性的寬度；改變 或的 比值可調(diào)節(jié)特性斜率（tg）。RfR0C1Cf二二、實驗內(nèi)容及步驟、實驗內(nèi)容及步驟 準(zhǔn)備：（1）選擇模擬電路中未標(biāo)值元件的型號、規(guī)格。 （

12、2）將信號源(U1 SG)單元的插針ST和+5V插針 用短路塊短接，實驗步驟： 按圖6-1接線，圖6-1中的(a)和(b)之間的虛線處用導(dǎo)線連接好；（圖6-1(a)中，+5V與Z之間，以及-5V與X之間用短路塊短接）模擬電路中的輸入端(U1)和輸出端(Uo)分別接至示波器的X軸和Y軸的輸入端。調(diào)節(jié)輸入電壓，觀察并紀(jì)錄示波器上的UoUi圖形；分別按圖6-2A，6-3A，6-4A接線，輸入電壓電路采用圖6-1(a)，重復(fù)上述步驟(2-3)。 *注：圖6-3A、6-4A非現(xiàn)行模擬電路請應(yīng)用“非線性用單元U9 NC”。U9 NC單元的IN-A之間和INB之間插入所選擇的電阻。三、典型非線性環(huán)節(jié)的特性參

13、數(shù)及它們的實際輸出特性 見表6-1。典型環(huán)節(jié)非線性典型環(huán)節(jié)非線性特性參數(shù)特性參數(shù)輸出特性輸出特性繼電型繼電型M= 4.7V飽和型飽和型Rf f=R=R0 0=10k=10kM= 4.7VK=Rf/ R0=10/10=1表6-1死區(qū)死區(qū)R1 1=R=R2 2=10k=10kK= RK= Rf f/ R/ R0 0，= = 12R12R2 2/30=12/30=12* *10/30=4V10/30=4V實際實際還應(yīng)考慮二極還應(yīng)考慮二極管的壓降值所以輸出管的壓降值所以輸出特性圖中的特性圖中的=4.8V=4.8V間隙間隙R1 1=R=R2 2=10k=10k= 12R= 12R2 2/30=4V/30

14、=4Vtg=Citg=Ci* * R Rf f/Cf/Cf* * R R0 0=1=1* *10/110/1* *10=110=1實驗七 非線性系統(tǒng)一一、一、實驗的原理方塊圖及模擬電路圖簡介實驗的原理方塊圖及模擬電路圖簡介 相平面圖表征系統(tǒng)在各種初始條件下的運(yùn)動過程，相軌跡則表征系統(tǒng)在某個初始條件下的運(yùn)動過程，相軌跡可用圖解法求得，也可用實驗發(fā)直接獲得。當(dāng)改變階躍信號的幅值，即改變系統(tǒng)的初始條件時，便獲得一系列相軌跡。根據(jù)相軌跡的形狀和位置就能分析系統(tǒng)的順態(tài)相應(yīng)和穩(wěn)態(tài)誤差。 （ 1）繼電型非線性系統(tǒng)原理方塊圖如圖71所示，圖7-2示它的模擬電路圖。圖7-1圖7-2 繼電型非線性系統(tǒng)模擬電路圖7

15、-1 所示份線性系統(tǒng)用下述方法表示 T+KM=0 (e0) （7-1） T+KM=0 (e0) T + KM=0 (e0) （7-4）代入T=0.5、K=1、以及所選用穩(wěn)壓值M，應(yīng)用等傾線法作處當(dāng)初始條件為e(0)=r(0)-c(0)=r(0)=R時相軌跡，改變r(0)值就可以得到一簇相軌跡。圖7-1所示系統(tǒng)的相估計曲線如圖7-3所示。圖 7-3 圖 7-1 所示系統(tǒng)相軌跡 圖7-3中的縱坐標(biāo)軸將相平面分成兩個區(qū)域，（和）e軸示兩組相軌跡的分界線，系統(tǒng)在階躍信號下，在區(qū)域1內(nèi)，例如在初始點A開始沿相軌跡運(yùn)動到分界線上的點B，從點B開始在區(qū)域內(nèi)，沿區(qū)域內(nèi)的相軌跡運(yùn)動到點C再進(jìn)入?yún)^(qū)域，經(jīng)過幾次往返

16、運(yùn)動，若示理想繼電特性，則系統(tǒng)逐漸收斂于原點。（2）帶速度負(fù)反饋的繼電型非線性系統(tǒng)原理方塊圖如圖7-4所示。圖7-2中的虛線用導(dǎo)線連接，則圖7-2就示圖7-4的模擬電路。相軌跡示于圖7-5。顯然，繼電型非線性系統(tǒng)采用速度反饋可以減小超調(diào)量，縮短調(diào)節(jié)時間，減小振蕩次數(shù)。圖中分界線由方程 e-k, （7-5）確定，式中k,為反饋系數(shù)（圖7-4中k,=0.1）。圖圖7-4 點速度負(fù)反饋續(xù)電型非線性系統(tǒng)點速度負(fù)反饋續(xù)電型非線性系統(tǒng)圖7-5 圖7-4 的相軌跡（3）飽和非線性系統(tǒng)原理方塊圖如圖7-6所示。圖7-6 飽和非線性系統(tǒng)圖7-7是它的模擬電路圖。圖7-6所示系統(tǒng)由下述方程表示： 0.5+e=0

17、(?e?M) 0.5+-M=0 (e-M)因此，直線e=M 和e=-M將平面(e-) 分成三個區(qū)域，如圖7-8所示，圖7-7飽和非線性系統(tǒng)模擬電路圖圖7-8 圖7-6所示系統(tǒng)的相軌跡 假設(shè)初始點為A，則從點A開始沿區(qū)域的相軌跡運(yùn)動至分界線上的點B進(jìn)入?yún)^(qū)域1，再從點B開始沿區(qū)域1的相軌跡運(yùn)動，最后收斂于穩(wěn)定焦點（原點）。 從圖7-2和圖7-7中可刊出，1運(yùn)算放大器的輸出是（-e），而4#運(yùn)算放大器的輸出（即-），因此將1#運(yùn)算放大器的輸出接至示波器的X軸輸入端，而將4#運(yùn)算放大器的輸出接至示波器的Y軸輸入端，這樣再示波器屏上就可獲得e-相平面上的型軌跡曲線。二、二、實驗內(nèi)容及步驟實驗內(nèi)容及步驟

18、準(zhǔn)備：將信號源單元（U1 SG）的ST插針和+5V插針用“短路塊”短接。 實驗步驟：（1）用相軌跡分析繼電型非現(xiàn)行系統(tǒng)再階躍信號下的瞬態(tài)相應(yīng)和穩(wěn)態(tài)誤差。 按圖7-2接線。 在系統(tǒng)輸入端分別施加及撤去幅值為5V、4V、3V、2V和1V電壓時，用示波器觀察并紀(jì)錄在e-平面上的相軌跡。測量在5V階躍信號下系統(tǒng)的超調(diào)量Mp及振蕩次數(shù)。（2）用型軌跡分析帶速度負(fù)反饋繼電型非線性系統(tǒng)在階躍信號下的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)誤差。 將圖7-2中的虛線用導(dǎo)線連接好。 在系統(tǒng)輸入端加入階躍信號（5V、4V、3V、2V和1V），用示波器觀察并紀(jì)錄系統(tǒng)在e-平面的相軌跡，測量在5V階躍信號下系統(tǒng)的超調(diào)量和振蕩次數(shù)。（3）用相軌

19、跡分析飽和非現(xiàn)行系統(tǒng)在階躍信號下的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)誤差。 按圖7-7接線 用（1）。三、三、實驗結(jié)果分析；實驗結(jié)果分析； 研究帶速度負(fù)反饋繼電型非線性系統(tǒng)動態(tài)性能。 實驗測得數(shù)據(jù)如表7-1所示不帶速度負(fù)反饋的繼電不帶速度負(fù)反饋的繼電型非線性系統(tǒng)型非線性系統(tǒng)帶速度負(fù)反饋的繼電帶速度負(fù)反饋的繼電型非線性系統(tǒng)型非線性系統(tǒng)MpMp30%30%無無振蕩次振蕩次數(shù)數(shù)2 2次次無無表表7-17-1（當(dāng)（當(dāng)U U1 1=5V=5V時）時）很顯然，當(dāng)繼電型非線性系統(tǒng)加上速度負(fù)反饋可以減小超調(diào)量，即平穩(wěn)性加大，縮短調(diào)節(jié)時間t，減小振蕩次數(shù)，系統(tǒng)得快速性得到提高。（2）研究飽和非線性系統(tǒng) 通過實驗，測得此時當(dāng)Ui=+

20、5V階躍輸入時，系統(tǒng)得超調(diào)為0.4V，且無振蕩。 由于飽和特性在大信號時得增益很低，故帶飽和非線性得控制系統(tǒng)，一般在大起始偏離下縱具有收斂得性質(zhì)，系統(tǒng)最終可能穩(wěn)定，最環(huán)得情況時自振，而不時造成愈大的不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)然，如果飽和電過低，則在提高系統(tǒng)平穩(wěn)性的同時，將使系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性跟蹤精度有所下降。（3）三種非線性系統(tǒng)的相軌跡圖，如圖7-9所示。圖7-9實驗八 非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法分析 對于二階系統(tǒng)，相平面圖含由系統(tǒng)運(yùn)動的全部信息，對于高階系統(tǒng)，相平面圖雖然不包含系統(tǒng)運(yùn)動的全部信息，但是相平面圖表征了系統(tǒng)某些狀態(tài)的運(yùn)動過程，二用實驗法可以直接獲得系統(tǒng)的相軌跡，因此它對于高階系統(tǒng)的研究也是由用

21、的。（1）繼電型非線性三階系統(tǒng)原理方塊圖如圖8-1所示。圖圖8-1 繼電型非線性三階系統(tǒng)繼電型非線性三階系統(tǒng)圖8-2是它的模擬電路。 圖圖8-2 繼電型非線性三階系統(tǒng)模擬電路繼電型非線性三階系統(tǒng)模擬電路 圖圖8-3示出了圖示出了圖8-1所示系統(tǒng)的非線性元件的所示系統(tǒng)的非線性元件的-1/N軌跡及線軌跡及線性部分的性部分的G（j軌跡，兩軌跡相交于點軌跡，兩軌跡相交于點A，可判斷出系統(tǒng)存，可判斷出系統(tǒng)存在穩(wěn)定的極限環(huán)，在穩(wěn)定的極限環(huán)，令令 ImG（j=0 （8-1）可求出極限環(huán)的角頻率（周期）可求出極限環(huán)的角頻率（周期）令令 -1/N=ReG（j） （8-2）可求得可求得N。再根據(jù)描述函數(shù)公式或曲線

22、圖可得極限環(huán)的振幅值，這里，再根據(jù)描述函數(shù)公式或曲線圖可得極限環(huán)的振幅值，這里，非線性繼電元件非線性繼電元件 N=4M/(N=4M/(*EM M) ) （8-3）式中式中EM M為非線性元件的輸入振幅值，因此，極限環(huán)的振幅為非線性元件的輸入振幅值，因此，極限環(huán)的振幅值值EM M為為 E EM M=4M/(=4M/(N) （8-4）圖8-3 圖 8-1的-1/N和G(jA)圖形實驗測量e-e相平面上的相軌跡方法同實驗七。（2）飽和型非現(xiàn)行三階系統(tǒng)原理方塊圖如圖8-4所示。圖 8-4 飽和型非線性三階系統(tǒng)圖圖8-5是它的實驗?zāi)M電路。是它的實驗?zāi)M電路。圖圖8-5 飽和型非線性三階系統(tǒng)模擬電路飽和

23、型非線性三階系統(tǒng)模擬電路 圖8-4所示的飽和非線性系統(tǒng)的-1/N軌跡及G(jA)軌跡于圖 8-6。兩軌跡相交于點A，系統(tǒng)存在穩(wěn)定極限環(huán)。同樣可用描述函數(shù)法求出極限環(huán)的振頻和頻率（或周期）。圖圖8-6 圖圖 8-4 系統(tǒng)的系統(tǒng)的-1/N和和G(jA A) )圖形圖形二、實驗內(nèi)容及步驟準(zhǔn)備：將信號源單元(U1 SG)的ST插針和+5V插針用“短路塊”短接。實驗步驟：（1）用相平面分析繼電型非線性三階系統(tǒng)。按圖8-2接圖。觀察系統(tǒng)在e-平面上的相軌跡。測量自激振蕩（極限環(huán)）的振幅和周期。（2）用相平面法分析飽和型非現(xiàn)行三階系統(tǒng)。按圖8-5接線。觀察系統(tǒng)在e-平面上的相軌跡測量自激振幅和角頻率。減小線

24、性部分增益，測量自激振蕩的振幅和周期繼續(xù)減小線性部分增益，直至自激振蕩現(xiàn)象消失。三、三、實驗結(jié)果分析實驗結(jié)果分析首先根據(jù)原理部分，分別求出圖8-1、圖8-4的極限環(huán)的振幅及角頻率或周期。填入下表8-1中。表8-1 在示波器分別觀測繼電型、飽和型三階系統(tǒng)的自激在示波器分別觀測繼電型、飽和型三階系統(tǒng)的自激振蕩，可讀出其振蕩，可讀出其T T和和EmEm實驗中如適當(dāng)減小線性部分的增實驗中如適當(dāng)減小線性部分的增益，益，G(jG(j)曲線相右縮小，致使曲線相右縮小，致使-1/N-1/N0 0(x)(x)線不相交，則線不相交，則自振消失。由于自振消失。由于G(jG(j)曲線不再包圍曲線不再包圍-1/N-1/

25、N0 0(x)(x)線，閉環(huán)線，閉環(huán)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。 從示波器上可刊出系統(tǒng)的輸出為衰減振蕩，自激從示波器上可刊出系統(tǒng)的輸出為衰減振蕩，自激振蕩隨著現(xiàn)行部分增益的減小而消失。振蕩隨著現(xiàn)行部分增益的減小而消失。實驗九 采樣控制系統(tǒng)的校正一一、實驗原理和電路、實驗原理和電路 根據(jù)性能指標(biāo)設(shè)計串聯(lián)校正裝置，驗證矯正后的系統(tǒng)是否滿足期望性能指標(biāo)。（1）設(shè)校正前閉環(huán)采樣系統(tǒng)的呀方塊圖為圖9-1所示：圖圖9-1 校正前采樣系統(tǒng)校正前采樣系統(tǒng)（2）期望性能指標(biāo) 靜態(tài)誤差系數(shù)：Kv=lim(Z-1)GH(Z)3 z1 超調(diào)量： Mp20%校正前系統(tǒng)的靜態(tài)誤差系數(shù)滿足期望值，但是改系統(tǒng)不穩(wěn)定。（3）串聯(lián)校正裝置設(shè)計（設(shè)計步驟略）采用端續(xù)校正網(wǎng)絡(luò)： Ge(S)=校正網(wǎng)絡(luò)采用源校正裝置，如圖9-2所示：0.676S+15S+1 圖9-2 校正裝置校正裝置的傳遞函數(shù)為：校正裝置的傳遞函數(shù)為：圖圖9-3是校正后采樣系統(tǒng)的方塊圖。是校正后采樣系統(tǒng)的方塊圖。 T=0.1ST=0.1S圖圖9-3 校正后采樣系統(tǒng)校正后采樣系統(tǒng)圖圖9-4 是校正后采樣系統(tǒng)的實驗?zāi)M電路。是校正后采樣系統(tǒng)的實驗?zāi)M電路。圖圖9-4 校正后系統(tǒng)的模擬電路校正后系統(tǒng)的模擬電路二二、實驗內(nèi)容及步驟、實驗內(nèi)容及步驟（1） 觀測未校正系統(tǒng)的階躍響應(yīng)應(yīng)：見圖觀測未校正系統(tǒng)的階躍