摘 要： 本文在介紹了串聯(lián)校正實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上探討了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，得出結(jié)論只有強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際，才能提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞： 線性定常系統(tǒng) 串聯(lián)校正 幅頻特性 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

1.引言

《自動(dòng)控制原理》是自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化和電子信息工程類各專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)主干課程，實(shí)驗(yàn)課程安排與理論教學(xué)緊密結(jié)合。實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)有助于理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

目前大多高校開(kāi)設(shè)的《自動(dòng)控制原理》實(shí)驗(yàn)課程都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力有一定的局限性。本文提出線性定常系統(tǒng)的串聯(lián)校正實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討，希望實(shí)驗(yàn)課程能加強(qiáng)學(xué)生能力的培養(yǎng)。

2.實(shí)驗(yàn)原理

2.1系統(tǒng)校正原理

圖1 串聯(lián)校正系統(tǒng)的方塊圖

串聯(lián)校正裝置有兩種：一種是超前校正，它是利用超前校正裝置的相位超前特性來(lái)改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，另一種是滯后校正，它是利用滯后校正裝置的高頻幅值衰減特性，使系統(tǒng)在滿足靜態(tài)性能的前提下又能滿足其動(dòng)態(tài)性能的要求。本實(shí)驗(yàn)采用串聯(lián)超前校正，使校正后的系統(tǒng)同時(shí)能滿足動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能的要求。

2.2期望特性校正法

圖2 未校正的系統(tǒng)方框圖

圖3 未校正的系統(tǒng)模擬電路圖

要求校正后系統(tǒng)具有下列的性能指標(biāo)：Mp≤10%，Kv≥2。

2.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法分析

在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，一般實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)會(huì)給出具體的校正步驟，給出設(shè)計(jì)好的校正環(huán)節(jié)，學(xué)生按要求連接電路，得到校正前和校正后的輸出圖形，做比較分析即完成實(shí)驗(yàn)了。很多學(xué)生沒(méi)有認(rèn)真去學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)校正環(huán)節(jié)，從而錯(cuò)過(guò)了提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的機(jī)會(huì)。

本文認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)應(yīng)給出校正環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)步驟的五個(gè)步驟，如下所示：

設(shè)計(jì)步驟：

圖4 系統(tǒng)校正前、校正后的幅頻特性曲線

圖5 校正后的系統(tǒng)模擬電路圖

2.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

最后，讓學(xué)生自己連接電路，得到校正前和校正后的輸入輸出信號(hào)圖形，如圖6和圖7所示。對(duì)照校正后系統(tǒng)性能指標(biāo)要求：Mp≤10%，Kv≥2，進(jìn)行分析可知系統(tǒng)校正前不滿足性能指標(biāo)要求，校正后達(dá)到性能指標(biāo)要求。

圖6 校正前輸入輸出信號(hào)

圖7 校正后輸入輸出信號(hào)

3.結(jié)語(yǔ)

線性定常系統(tǒng)的串聯(lián)校正實(shí)驗(yàn)中如果實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)全部給出了系統(tǒng)校正前、后的模擬電路圖，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生就僅僅是連接電路，獲取實(shí)驗(yàn)圖形，無(wú)法真正學(xué)會(huì)系統(tǒng)校正的方法。如果讓學(xué)生自己在指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)校正環(huán)節(jié)，就能提高學(xué)生生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡壽松.自動(dòng)控制原理[M].北京：科學(xué)出版社，2008：203-226.