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1、1 南昌大学实验报告学生姓名：王瑾然学号：6101113031 专业班级：电气 131 班实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期：实验成绩：一、实验项目名称实验 3.3.1 频域法串联超前校正二、实验要求1.了解和掌握二阶系统中的闭环和开环对数幅频特性和相频特性（波德图）的构造及绘制方法。2.了解和掌握超前校正的原理，及超前校正网络的参数的计算。3.熟练掌握使用本实验机的二阶系统开环对数幅频特性和相频特性的测试方法。4.观察和分析系统未校正和串联超前校正后的开环对数幅频特性()L和相频特性()，幅值穿越频率处c，相位裕度，并与理论计算值作比对。三、主要仪器设备及耗材1.计算机一台（ Wi
2、ndows XP 操作系统）2.AEDK-labACT 自动控制理论教学实验系统一套3.LabACT6_08 软件一套四、实验内容和步骤超前校正的原理是利用超前校正网络的相角超前特性，使中频段斜率由-40dB/dec变为-20dB /dec并占据较大的频率范围， 从而使系统相角裕度增大， 动态过程超调量下降；并使系统开环截止频率增大，从而使闭环系统带宽也增大，响应速度也加快。在设计超前校正网络时，应使网络的最大超前相位角m尽可能出现在校正后的系统的幅值穿越频率c处，即mc。由于超前校正网络的放大倍数要2 下降 a倍，因此为了保持与系统未校正前的开环增益相一致，接入超前校正网络后，必须提高系统的
3、放大器增益a倍。1、未校正系统的时域特性的测试图 3-3-2 未校正系统的开环传递函数为：6( )0.2 (10.3 )G SSS模拟电路的各环节参数：积分环节（A5）的积分时间常数 Ti=R1*C1=0.2S，惯性环节（ A6）的惯性时间常数T=R2*C2=0.3S，开环增益 K=R2/R3=6。2、未校正系统的频域特性的测试本实验将数 /模转换器单元作为信号发生器，自动产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化， OUT2 输出施加于被测系统的输入端r(t)，然后分别测量被测系统的输出信号的对数幅值和相位，数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。3、超前校正网络的设计 在未校正系统模拟电路的开环相
4、频特性曲线（图 3-3-5）上测得未校正系统的相位裕度 =18.9。 如果设计要求校正后系统的相位裕度=50， 则网络的最大超前相位角必须为：4291950m，67.0Sinm。其中为考虑到)(CC时，所需減的角度，一般取510。 据式 3-3-3 可计算出网络的参数：567. 0-10.671 sin1sin1amm 据式 3-3-4 可计算出网络的最大超前相位角m处的对数幅频值为：3 7dB10lg510lga)(LmC在系统开环幅频特性曲线上，可测得7dB)(L时的角频率m=14.4 rad/s ，该角频率应是网络的最大超前角频率，这亦是串联超前校正后系统的零分贝频率c。据式可计算出计算
5、串联超前校正网络参数：031.0 24. 214.41a1Tm， 令 C=1u，计算出： R4=155K，R5=38.7K 因为 a=5，所以系统开环增益应改为30,56aKK超前校正网络传递函数为： 0.031S10.155S151)S(GC4、串联超前校正后系统的频域特性的测试图 3-3-7 串联超前校正后系统的传递函数为： 0.3S)0.2S(130031S. 01155S. 0151)S(G5、串联超前校正系统的时域特性的测试4 五、实验数据及结果分析1、矫正前时域2、矫正前频域3、校正后时域4、矫正后频域理论值计算及误差分析见附页。5 七、实验小结实验为串联超前矫正， 要求观察和分析系统未校正和串联超前校正后的开环对数幅频特性()L和相频特性()，幅值穿越频率处c，相位裕度，并与理论计算值作比对。在试验中，我们设计出了一个系统串联的超前矫正系统，可以增大相角裕度，改善系统的暂态误差响应。通过自己动手设计操作，巩固了知识，锻炼了操作水平。八、参考书目自动控制理论，夏德钤主编，机械工业出版社
