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

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。