实验八 基于MATLAB控制系统的频率法串联超前校正设计

实验八

基于

MATLAB

控制系统的频率法串联超前校正设计

一、实验目的

1

、对给定系统设计满足频域性能指标的串联校正装置。

2

、掌握频率法串联有源和无源超前校正网络的设计方法。

3

、掌握串联校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响。

二、实验原理

用频率法对系统进行超前校正的基本原理，

是利用超前校正网络的相位超前特性来增大

系统的相位裕量，

以达到改善系统瞬态响应的目标。

为此，

要求校正网络最大的相位超前角

出现在系统的截止频率（剪切频率）

处。

串联超前校正的特点：主要对未校正系统中频段进

行校正，使校正后中频段幅值的斜率为

-20dB/dec

，且有足够大的相位裕度；超前校正会使

系统瞬态响应的速度变快，校正后系统的截止频率增大。这表明校正后，系统的频带变宽，

瞬态响应速度变快，相当于微分效应；但系统抗高频噪声的能力变差。

1

、用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤为：

1

）根据稳态误差的要求，确定开环增益

K

。

2

）根据所确定的开环增益

K

，画出未校正系统的波特

图，计算未校正系统的相位

裕度。

3

）计算超前网络参数

a

和

T

。

4

）确定校正网络的转折频率。

5

）画出校正后系统的波特图，验证已校正系统的相位裕度。

6

）

将原有开环增益增加倍，

补偿超前网络产生的幅值衰减，

确定校正网络组件的参数。

三、实验内容

1

、频率法有源超前校正装置设计