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1、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
2、，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“OU
3、T3”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。
4、（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A
5、3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A
6、4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
7、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=0.1
8、uF、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
9、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=40
10、0K、 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，通过虚拟示波器观测串联PD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PD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。四实验结果根据实验结果填写下表理想响应曲线实测响应曲线超调量%调节时间ts理想值实测值理想值实测值待校正滞后校正超前校正PD校正
