一、实验目的

(1)要求学生根据书上习题的要求，自行设计一校正装置，并用本实验挂件构成的模拟系统进行实验和实际调试、使学生能认识到校正装置在系统中的重要性。

(2)掌握工程中常用的二阶系统和三阶系统的工程设计方法。

二、实验所需挂件及附件

	型号	备注
1	DJK01 电源控制屏	该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2	DJK15控制理论实验	DJK16控制理论实验
3	双踪慢扫描示波器
4	万用表

三、实验线路及原理

当系统的开环增益满足其稳态性能的要求后，它的动态性能一般都不理想，甚至发生不稳定。

为此需在系统中串接一校正装置。即使系统的开环增益不变，又使系统的动态性能满足要求。

常用的设计方法有根轨迹法、频率法和工程设计法。

本实验要求用工程设计法对系统进行校正。

(1)二阶系统

图8-21为二阶系统的标准形式，它的开环传递函数为：

式（5）就是二阶系统的最优闭环传递函数

理论证明，只要二阶系统的闭环传递函数如式（3）所示的形式，则该系统的阻尼比=1/ √2 =0.707，对阶跃响应的超调量σp只有4.3%，调整时间ts为8Ts（∆=±0.05），相位裕量g=63°。

(2)三阶系统

四、思考题

(1) 二阶系统与三阶系统的工程设计依据是什么？

(2) 在三阶工程设计中，为什么要在系统的输入端串接一滤波器？

(3) 按二阶系统和三阶系统的工程设计，系统对阶跃输入的稳态误差为什么都为零？

但对斜坡信号输入，为什么二阶系统有稳态误差，而三阶系统的稳态误差为零？

五、实验方法

(1)按二阶系统的工程设计方法，设计下列系统的校正装置。

①对象由两个大惯性环节组成，如图8-28所示

②对象有三个惯性环节组成，如图8-29所示。

③对象由一个积分环节和一个惯性环节组成，如图8-30所示。

(2)按三阶系统工程设计方法，设计下列系统的校正装置。

①对象由两个大惯性环节和一个积分环节组成，其方框图如图8-31所示。

②对象由两个惯性环节组成，其方框图如图8-32所示。

六、实验报告

(1)按实验内容的要求，确定各系统所引入校正装置的传递函数，并画出它们的电路图。

(2)画出各实验系统的电路图，并令输入r（t）=1V，测试系统的阶跃响应曲线。

(3)由实验所得的波形，确定系统的性能指标，并与二阶、三阶系统的理想性能指标作一比较。

(4)根据习题要求设计校正装置，并用本实验箱构成的系统进行验证，如果实测的性能指标达不到设计要求，应如何调试，并分析原因。

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