最新721相位超前校正

目录▪利用根轨迹设计超前或相位超前补偿器▪利用频率响应设计超前或相位超前补偿器▪利用根轨迹设计滞后或相位滞后补偿器▪利用频率响应设计滞后或相位滞后补偿器▪利用根轨迹或频率响应设计超前滞后补偿器超前补偿器和滞后补偿器在控制领域应用非常广泛。

超前补偿器可以增加系统稳定性和提高系统的响应速度；滞后补偿器可以减小（但不能消除）稳态误差。

根据需要，还可以对一个或多个超前补偿器和滞后补偿器进行多种方式的连接。

超前、滞后和超前/滞后补偿器通常用于对传递函数形式表示的系统进行设计，系统转换这一节解释了如何将状态空间模型转换为传递函数模型。

利用根轨迹设计超前或相位超前补偿器利用根轨迹法可以对一阶超前补偿器进C(s)行设计,根轨迹形式的超前补偿器如下：我们用下面的命令将补偿器C(s)和系统P(s)连接起来。

利用频率响应设计超前或相位超前补偿器一阶相位超前补偿器也可以用频率响应法进行设计。

频率响应形式的超前补偿器如下所示：两个转角频率位于1/aT和1/T处，注意加入系统的正相位位于这两个频率之间。

根据a的值可知，一个超前补偿器可提供的最大超前相位为90°，如果你需要超过90°的相位，可以采用两个超前补偿器串联的形式。

补偿器提供的最大超前相位出现在中心频率处，中心频率可由下式计算。

在幅值图上可以看到超前补偿器的另一个作用，即它会提高系统在高频处的增益（增加的增益值为a），这会使得穿越频率增大，因此可以减少系统的上升时间和调节时间（但会放大高频噪声）。

Matlab中频率响应形式的相位超前补偿器C(s)可用下列代码表示（a和T已经定义过）：我们用下面的命令将补偿器C(s)和系统P(s)连接起来。

利用根轨迹设计滞后或相位滞后补偿器一阶滞后补偿器C(s)可以用根轨迹法进行设计，滞后补偿器的根轨迹形式如下：Matlab中根轨迹形式的相位滞后补偿器C(s)可用以下代码表示，假设z和p已经定义过。

我们用下面的命令将补偿器C(s)和系统P(s)连接起来。

形考任务1一、判断题（共20道，每道2分）自动控制就是在人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程的输出量按照给定的规律运行或变化。

[答案]错反馈控制系统通常是指正反馈。

[答案]错所谓反馈控制系统就是的系统的输出必须全部返回到输入端。

[答案]错给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量，这样的系统称之为随动系统。

[答案]对自动控制技不能提高劳动生产率。

[答案]错对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加时，输出量的暂态过程一定是衰减振荡。

[答案]错对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能出现单调过程。

[答案]对被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

[答案]对任何物理系统的特性，精确地说都是非线性的，但在误差允许范围内，可以将非线性特性线性化。

[答案]对自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。

[答案]对一个动态环节的传递函数为1/s，则该环节为一个微分环节。

[答案]错控制系统的数学模型不仅和系统自身的结构参数有关，还和外输入有关。

[答案]错控制系统的传递函数取决于自身的结构与参数，和外输入无关。

[答案]：对传递函数模型可以用来描述线性系统，也可以用来描述非线性系统。

[答案]错系统的传递函数为则该系统有两个极点。

[答案]错传递函数是物理系统的数学模型，但不能反映物理系统的性质，因而不同的物理系统能有相同的传递函数。

[答案]对某环节的输出量与输入量的关系为y(t)=Kx(t)，K是一个常数，则称其为比例环节。

[答案]对对于同一系统，根据所研究问题的不同，可以选取不同的量作为输入量和输出量，所得到的传递函数模型是不同的。

[答案]对在零初始条件下，传递函数定义为输出和输入之比。

[答案]错控制系统传递函数分子中s的最高阶次表示系统的阶数。

[答案]错开环控制系统的精度主要取决于。

[答案]D.系统的校准精度反馈控制系统通常是指。

目录控制系统超前校正 (1)1控制系统的超前校正设计 (1)1.1目的 (1)1.2系统参数设计步骤 (1)2.校正系统设计 (1)2.1. 控制系统的任务要求 (1)2.2. 校正前系统分析 (2)2.3. 校正系统的设计与分析 (3)2.4. 校正前后系统比较 (6)参考文献 (10)控制系统超前校正1控制系统的超前校正设计 1.1目的（1） 了解串联超前校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响； （2） 掌握用频率特性法分析自动控制系统动态特性的方法； （3） 掌握串联超前校正装置的设计方法和参数调试技术；（4） 掌握设计给定系统超前校正环节的方法，并用仿真技术验证校正环节理论设计的正确性。

1.2系统参数设计步骤（1）根据给定的系统性能指标，确定开环增益K 。

（2）利用已确定的开环增益K 绘制未校正系统的伯德图,在这里使用MATLAB 软件来绘制伯德图显得很方便,而且准确。

（3）在伯德图上量取未校正系统的相位裕度和幅值裕度，在这里可以利用MATLAB 软件的margin 函数很快计算出系统的相角裕度和幅值裕度并绘制出伯德图。

然后计算为使相位裕度达到给定的指标所需补偿的超前相角其中为给定的相位裕度指标，为未校正系统的相位裕度，0为附加的角度。

（当剪切率为-20dB 时，0可取5-10°，剪切率为-40dB 时，0可取10-15°，剪切率为-60dB 时，0可取15-20°。

） （4）取m ϕϕ=∆，即所需补偿的相角由超前校正装置来提供，从而求出求出a 。

（5）取未校正系统的幅值为-10lga(dB)时的频率作为校正后系统的截止频率。

为使超前校正装置的最大超前相角出现在校正后系统的截止频率（6）由计算出参数T ，并写出超前校正传递函数。

（7）检验指标：绘制系统校正后的伯德图，检验是否满足给定的性能指标。

当系统仍不能满足要求时增大值，从步骤3开始重新计算设计参数啊a 和T 。

GYEM QW 22/004 721型分光光度计操作维护规程1 仪器简介1.1 仪器名称：分光光度计1.2 仪器型号：721型1.3 出厂编号：952133、84111941.4 本站编号：Y007、Y0081.5 制造商：上海航空测试所、上海第三分析仪器厂1.6 购置日期：1995.2、1987.71.7 主要技术指标：波长范围：360～800nm波长精度：360～600±3nm，600～700±5nm，700～800±8nm。

2 操作步骤2.1 在仪器尚未接通电源时，电表的指针必须位于“0”刻线上，若不是，则可以用电表上的校正螺丝进行调节。

2.2 接通电源，打开比色皿暗箱盖，选择需用的波长及灵敏度，调节“零点”，盖上暗箱，旋转调“100%”电位器使电表指针到满度附近，然后打开暗箱，使仪器预热20分钟。

2.3 放入样品溶液，读出表头读数，并及时记录。

2.4 测定完毕，依次关上仪器及稳压器电源开关，并切断电源。

2.5 保持仪器清洁，罩上仪器罩，填写使用记录。

3 注意事项3.1 使用本仪器前，使用者应该首先了解本仪器的结构和工作原理，以及各个操作旋钮的功能。

3.2 在未按通电源之前，应该对于仪器的安全性进行检查，电源线接线应牢固，通地要良好，各个调节旋钮的起始位置应该正确，然后再接通电源开关。

3.3 放大器灵敏度有“五档”，是逐步增加的，“1”最低，其选择原则是保证能使空白档良好调到“100”的情况下，尽可能采用灵敏度较低档，这样仪器将有更高的稳定性，所以使用时一般置“1”，灵敏度不够时再逐渐升高，但改变灵敏度后须按2.2重新校正“0”和“100%”。

4 仪器的维护保养4.1 仪器应安放在干燥的房间内，放置在坚固平稳的工作台上。

4.2 仪器室内照明不宜太强，热天时不能用电扇直接向仪器吹风，防止灯泡灯丝发光不稳。

4.3 为确保仪器稳定工作，电压波动较大的地方，220V电源要预先稳压，即使用220V稳压器。

721分光光度计常见故障及维修1.故障现象：调零时µA表正常，调整100％时，?A表指示也正常，开机仅廿分钟左右100％指示为无穷大。

关机后再重开、又重复上述现象。

分析检修：该故障很明显是线路中的软故障。

该仪器由放大器稳压电源电路，钨灯稳压电路和放大器电路三大部分组成。

校零时?A表正常、说明放大器电路正常。

因此，考虑是钨灯稳压电路部分的故障。

首先检查100％的调节电位器W2是否完好，该电位器在仪器控制面板上，是一多圈电位器、用万用表测得其阻值连续可调，说明电位器完好。

通过调节W2就可以改变稳压电源的基准电压，基准电压经集成运算放大器5G23A6脚输出然后送到BG10、BG9达到改变钨灯的光亮度，从而使光电管的电流发生变化。

通电后，待故障重复出现时调节W2，然后测其电压是否在5V～11.5V内连续可调，结果电压不受调整。

逐级往前测量。

先检查运算放大器，5G23A⑥脚为输出端，用万用表测其⑥脚电压在旋转W2时，是否随之变化。

然后检查BG9、BG10，多测量BGl0(3DGl3C)时be结没有电压、但当焊下测管子内阻仍正常，这样就可以断定该管子系软击穿，将它更换后机器恢复了正常2、开启电源，将转换开关打到透光档，打开样品室的盖板，如果显示显示不到零，用调零电位器调不到零位时，可从下列几方面去检查：开启电源后，先检查钨灯电压是否正常（应在11.5＋0.5V），若正常则取下长方形盖板，检查仪器左侧的一直粗调零位电位器，它顺时针旋转时指示变大，逆时针旋转时则相反，看看这样能否调到零位。

第三步检查仪器内部联接线是否有脱落、虚焊和接触不良等现象（包括检查七芯插座、插头等）。

第四步检查放大器是否受潮，严重受潮时会影响零位调节。

为了较快驱除潮气，可用电热吹风机向光电管暗盒内吹入热风，但需注意不要太烫，因硅胶筒座是塑料的，温度太高容易软化。

此外，微电流放大器有故障或光电管损坏也会导致调不到零位。

此时，可拆下暗盒，将光电管的二股引线焊去，单是放大器。

721型分光光度计使用及波长的检测与校正分析相关2010-09-28 06:59:17 阅读390 评论0 字号：大中小订阅/Detail.aspx?id=297492721系列分光光度计经搬运或长时间使用，都可能使仪器的波长产生误差。

为了使仪器能正常工作，遵照国家JJG178—1996可见分光光度计检定规程，本人总结出一套完整的对于波长误差的调校方法，具体介绍如下：一、光路调整将仪器电源开启，把波长盘调至580nm处旋转光量调节钮，使光量较大，打开比色皿槽盖，在槽内光门侧放一白纸，此时应在白纸上看到一长方形黄色光斑，且长方形边缘清晰，无杂色现象。

否则打开仪器后盖板，松动光源灯座，移动光源灯位置，使灯丝与光源入射光长圆形孔平行，不要造成入射光长圆形孔与灯丝成十字交叉型，以免影响通光量。

让光束通过透镜射向反射镜正中央，通过狭缝进入单色器，反复调整灯泡和灯座位置，使单色光呈现规则长方形，直至满意为止。

二、波长误差的调校只有在光路基本正常的条件下才能准确调校仪器波长。

1.按JJG178—1996规程，用不同波长的干涉滤光片（如420nm、550nm、650nm），对仪器进行测试。

当测试结果出现恒正误差，或恒负误差时，即在高低波长范围内的误差值恒为正，或恒为负，且三点数值基本相等，我们暂称这种现象为线性误差，此情况下调校比较容易。

打开仪器上盖板，松开波长刻度盘三个紧固螺钉，轻轻将波长盘向正或负转动误差值即可，再上好紧固螺钉，误差消除。

2.如用上述方法测试，在550nm结果准确，而在低波长段420nm处，出现正误差，在高波长段650nm 处出现负误差。

这种情况称之为非线性误差，此时整个光谱谱带被压缩了，调校此种非线性波长误差方法是，松开波长盘三个螺钉，正时针方向旋动波长盘是正负误差绝对值的1/4nm后，旋紧波长盘三个螺钉，然后旋动波长校准螺丝，使550nm准确后，在测试420nm或650nm点处，结果正负误差减小到规程要求值，仪器波长误差合格。

控制系统的三种基本校正方式6.1.3校正方式及校正方法按照校正装置与原系统的连接方式,校正可分为串联校正、反馈校正和复合校正。

在确定了校正方案之后，接下来的问题就是要进一步确定校正装置的结构与参数，即校正装置的设计问题，目前对于这一问题有两类不同的校正方法：分析法与综合法。

分析法又称为试探法，这种方法将校正装置按照其相移特性划分成几种简单容易实现的类型，如相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后超前校正等。

这些校正装置的结构已定，而参数可调。

分析法要求设计者首先根据经验确定校正方案，然后根据性能指标的要求，有针对性地选择某一种类型的校正装置，再通过系统的分析和计算求出校正装置的参数，这种方法的设计结果必须经过验算。

若不能满足全部性能指标，则需重新调整参数，甚至重新选择校正装置的结构，直至校正后全部满足性能指标为止。

因此分析法本质上是一种试探法。

分析法的优点是校正装置简单、容易实现，因此在工程上得到广泛应用。

综合法又称为期望特性法，它的基本思路是根据性能指标的要求，构造出期望的系统特性，如期望频率特性，然后再根据固有特性和期望特性去选择校正装置的特性及参数，使得系统校正后的特性与期望特性完全一致。

综合法思路清晰，操作简单，但是所得到的校正装置数学模型可能很复杂。

在实现中会遇到一些困难，然而它对校正装置的选择有很好的指导作用。

应当指出，无论是分析法还是综合法，其设计过程一般仅适用于最小相位系统。

6.2 输入信号与控制系统带宽低频段(第一个转折频率ω1之前的频段)◊稳态性能中频段(ω1 ~ 10ωc) ◊动态性能高频段(10ωc 以后的频段) ◊抗干扰中频段的斜率以－20dB 为宜；低频段和高频段可以有更大的斜率，低频段斜率大，提高稳态性能；高频段斜率大，排除干扰。

但中频段必须有足够的带宽，以保证系的相位裕量，带宽越大，相位裕量越大。

ωc 的大小取决于系统的快速性要求。

ωc 大快速性好，但抗扰能力下降。

6.3 基本控制规律分析1）P 控制（比例控制）规律具有比例规律的控制器称为比例控制器(或称P 控制器)，如图6—5所示，其中C G (s)=P K s E s M =)()( （6—11）校正环节C G (s)称为比例控制器，其传递函数为常数K p ，它实际上是一个具有可调放大系数的放大器。

一、 (6 分) 判断题1. 线性系统的传递函数与系统的结构及输入信号有关。

（ ）2. 传递函数中的 s 是有量纲的。

（ ）3. 系统的脉冲响应反映了系统的静、 动特性，可作为系统的数学模型。

（ ）4. 线性系统的稳定性只与系统的结构有关。

（ ）5. 闭环系统的极点是稳定的实极点，则阶跃响应是无起调的。

（ ）6. 稳态误差为无穷大的系统是不稳定的系统。

（ ）7.幅频特性相同的系统相频特性必相同。

（ ）8. 单位负反馈系统的开环传递函数为k(ts1)，式中 k 0, t0 ,则该系统的稳定s 2性与的大小无关（）9. 当系统输入正弦信号时，系统的稳态输出称之为频率特性。

（ ）10. 由最大相位系统的 Bode 图，当 L0 时，若 180 ，则由该系统所得的单位负反馈系统必稳定。

（ ）11. 单位负反馈系统的开环系统的中频段决定了系统的动静态性能。

（ ） 12. 串联滞后矫正是利用矫正网络的滞后特性从而改善系统性能的。

（）二、 (10 分) 求图示系统的传递函数C( s)。

R(s)三、 (18 分) 已知某单位反馈系统的开环传递函数为100，G (s)s(s 5)1．试求出该系统的单位阶跃响应的起调量和调整时间，并画出阶跃响应的大致图形，在图上表出性能指标 t p , t v ,t s ， % 的定义 ( 取 5%)；2．为了改善系统性能， 对该系统实施速度反馈， 试画出速度反馈系统的方块图。

为使系统的阻尼比为 0.7，速度反馈系数为多少？四、 (18 分) 设某控制系统如图所示，误差定义为e(t) r (t ) C (t) ，试选择参数 z和 b 的值，使系统对速度输入信号r (t) a(t) 的稳定误差为0。

五、(10 分)该控制系统的结构如图，现在为了使系统特征方程的根的实数部分小于-1 ，试确定传递函数k 的数值范围。

六、 (15 分)设单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)H ( s)k *，试( s 2)2 ( s3)作出相应的根轨迹图，确定使系统的开环放大倍数k 2 且系统增益裕度 3 的k*值的范围。