自控原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)隨動(dòng)系統(tǒng)校正

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn) 學(xué)習(xí)使用進(jìn)行系統(tǒng)仿真的方法借助驗(yàn)證自行設(shè)計(jì)的校正方案的正確性二、實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容的基本功能模塊包括連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)、函數(shù)的基本操 的進(jìn)入只要在命令窗口的提示符下輸入“”或者“（注意兩者間大小寫(xiě)的區(qū)別），按回車(chē)鍵即可啟動(dòng)窗體。如果輸入的是“”，按回車(chē)鍵后出現(xiàn)的是“l(fā)ibrary：”窗體（圖1），此窗體內(nèi)包含了的基本功能模塊，雙擊其中任何一項(xiàng)，均會(huì)彈出此模塊包含的所有子模塊的窗體（2）如下圖所示：雙圖 “l(fā)ibrary：”窗窗體（圖3），此窗體內(nèi)的左下子窗體顯示了的基本功能模塊，右圖 “l(fā)ibraryBrower”窗窗體介紹模塊庫(kù)窗體，包涵了仿真所需要的各類(lèi)模型。它又分為輸入源、接收利用鼠標(biāo)左鍵雙擊該圖標(biāo)，就可進(jìn)入該庫(kù)的選項(xiàng)窗體。如上節(jié)中圖2所示。 的基本模塊子模塊名功能子模塊名功能簡(jiǎn)介XYToToStop

4“Sink”模塊包含的所有子模塊的窗體輸入模

子模塊名功能簡(jiǎn)介Signal子模塊名功能簡(jiǎn)介SignalSineRepeatingDiscretePulsePulseChirpDigitalFromFromRandomUniformRandomBand-LimitedWhite連續(xù)系統(tǒng)模塊6“Continuous”模塊包含的所有子模塊的窗體子模塊名功子模塊名功能簡(jiǎn)介State-Transfer建模及仿真例 G(s) 完成上述仿真過(guò)程,可分下面幾步進(jìn)行：SourcesSourcesStep源。其方法是，將所選擇的圖形使用鼠標(biāo)器“拖曳”到工作窗體即可。這樣等于拷貝了另外一個(gè)Step源到工作窗體。法，可將該序中的TransferFcn與sum圖形拖曳到工作空間。scope功能塊可以像一臺(tái)示波器，實(shí)時(shí)地顯示任何信號(hào)的仿真結(jié)果。用同樣方法，將scope拖曳到工作空間。 三、連接各環(huán)節(jié)連接：當(dāng)光標(biāo)移動(dòng)至環(huán)節(jié)的輸入或輸出端時(shí)會(huì)變成。此時(shí)，按住鼠標(biāo)左連線(xiàn)設(shè)置量信號(hào)，當(dāng)選中Format菜單下的WideVectorLines時(shí)，線(xiàn)的粗細(xì)會(huì)根據(jù)向量則為粗線(xiàn)。選中VectorLineWidths則可以顯示出向量引出線(xiàn)的寬度， 設(shè)定：只要上雙擊鼠標(biāo)，即可輸入該線(xiàn)的說(shuō)明。也可以通過(guò)選中線(xiàn)，然后打開(kāi)Edit菜單下的SignalProperties進(jìn)行設(shè)定，其signalname屬性的作用是標(biāo)明信號(hào)的名稱(chēng)，設(shè)置這個(gè)名稱(chēng)反映在模型Shift鍵，再用鼠標(biāo)在要折彎的線(xiàn)處單擊一下，按住Ctrl鍵，并在要建立分支的地方用鼠標(biāo)拉出即可。根據(jù)題義而建的仿真模型如下選擇simulation命令下的start命令（或按ctrl+t鍵一、串聯(lián)超前校正 G(s)U2(s)1T U1

(1T2R1R2

(1—T R1R2 (1—2R1cG(s)1T2c

(1—1T2根據(jù)式(1—4)7所示。由特性圖看在上述頻率范圍內(nèi)，輸出信號(hào)相角超前于輸入信號(hào)相角，在m處為最大超前相角m。下面證明m正好位于1T2和1T2的幾何中心。圖 ()tan1Ttan1T ()tan1(2 1T22

(1— 1 1

(1—而1T2和1T2lg12

1

lg1) 1 1 正是式(1—6)的 。將式(1—6)代入式(1—5)得最大超前 m

(1 T 11 T 2

1 sin

或1sinm (1—11sin以求出m處的對(duì)數(shù)

Lc(m)20lgGc(j)10lg (1—c''。充分利用超前網(wǎng)絡(luò)相角超前的特點(diǎn)，其目的是保證系統(tǒng)的快速性。顯然 根據(jù)性能指標(biāo)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的要求，確定開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K利用求得的K，繪制原系統(tǒng)的伯德圖，主要是對(duì)數(shù)幅頻特性圖取剪切頻率c，通過(guò)計(jì)算求出原系統(tǒng)的相位裕量望值所需要增加的相位超前相角m。即：m''50~150（裕度1sin1sin將對(duì)應(yīng)最大超前相位角m的頻率m作為校正后新的對(duì)數(shù)幅頻特性的剪切頻率，即令＝，利用作圖法可以求出，因?yàn)樾Ｕb置在＝時(shí) 的幅值為10lgL()曲線(xiàn)上的剪切頻率c的右側(cè)距橫軸—10lg處即為新的剪切頻率c的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。可以作一離橫軸為—10lg1)

(詳見(jiàn)求出超前校正裝置的另一個(gè)參數(shù) 1T 1畫(huà)出校正后系統(tǒng)的伯德圖，檢驗(yàn)已校正系統(tǒng)的相角裕度'' c滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)算時(shí)，已知''計(jì)算出校正后系統(tǒng)在處相角裕度( c''('')1800''('' 當(dāng)驗(yàn)算結(jié)果不滿(mǎn)足指標(biāo)要求時(shí)，需另選m足指標(biāo)為止。重選值，一般是使 ''的值增大 s(Tas1)(Tbs—HK8而由實(shí)驗(yàn)四已經(jīng)得到了隨動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)三、實(shí)驗(yàn)儀器：XZ-IIC四、實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)所求得的隨動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，上機(jī)用畫(huà)出其bode圖在里進(jìn)行仿真，得到結(jié)果并驗(yàn)證打開(kāi)DSP.EXE文件，得到PC操作界面接著點(diǎn)擊菜單項(xiàng)“文件（F”—“設(shè)置（S”,或者第二個(gè)快捷鍵得到設(shè)”—?jiǎng)酉到y(tǒng)的校正”參數(shù)設(shè)置框（如圖9）中有四個(gè)參數(shù)可供選擇：參考輸入REFI和前向增益K，及兩個(gè)校正環(huán)節(jié)參數(shù)T1和T2，輸入自行設(shè)計(jì)（F”—五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.從相關(guān)的自控原理書(shū)籍中選取串聯(lián)校正的一個(gè)實(shí)例，并且給出的性能指標(biāo)為時(shí)域指標(biāo)，試用分別對(duì)原系統(tǒng)和加了串聯(lián)校正環(huán)節(jié)后的系G(s)