况。
（3）设计控制器，进行反馈校正 将反馈控制器设计为： H(s)?0.00045s220.0435s?1 （2.2）
对原系统在PI串联校正的基础上，调整K2使K2?120，则反馈校正闭环系统的动态结构如图2.5所示。 Step10.0024s+1Filter Transfer Fcn0.2s+10.0024s+1PI Adjuster1202+s0.2s Servomotor Transfer Fcndu/dt0.000452s0.0435s+1Scope DerivativeFeedback Adjuster 图2.5 带反馈校正的小功率跟踪系统动态结构图 对图2.5进行仿真，记录仿真结果，并比较其与PD串联校正的优缺点。 2. 某锁相环位置伺服系统控制器的设计
该位置伺服系统属于一个包含电流环、速度环和位置环的三闭环控制系统，因此为确保控制器设计的可靠性，应自内而外进行控制器设计，即先设计电流环控制器ACR，接着设计转速环控制器ASR，最后设计位置环控制器AWR。
（1）电流环控制器ACR设计
电流环的控制对象是双惯性型的，为确保电流环具有较小的超调量，将电流环按I型系统设计。根据自动控制理论，电流环控制器（电流调节器）应是一个比例积分调节器，将其设计为：
GACR?s?0.5s （2.3）
此时，电流环的动态结构如图2.6所示。
Steps+0.5sACR33.30.0005s+1Thyristor 0.50.0035s+1Armaturecurrent 0.26current feedback coefficient 21
图2.6 电流环动态结构图
进行仿真实验，并记录仿真结果。
（2）转速环控制器ASR设计 转速环按典型II型系统设计，原因是典型II系统具有II型无差度，且具有较好的抗干扰性能。转速环控制器ASR也是一个比例积分调节器，将其设计为：
GASR?s?300.005s （2.4）此时，转速环的动态结构如图2.7所示。
进行仿真实验，并记录仿真结果。
图 2.7 转速环 动态 结构
图（3）位置环控制器AWR设计 位置环是最外环，为保证系统具有较好的动、静态性能，按典型II系统设计位置环控制器AWR，将其设计成一个比例积分微分调节器： Gs?118AWR?4.73s?50 （2.5）此时，位置环的动态结构如图2.8所示。
进行仿真实验，并记录仿真结
StepASR0.005s+30sACRss+0.5speed feedback coefficient0.0005s+133.30.010.26current feedback coefficientThyristor Armature0.00350.5s+1Emf coefficient0.133Transmission0.116s15.05Speed22 2.5position feedback coefficient0.133Emf coefficient1.114.73s+118s+50AWRASRs+300.005s0.0132s+1StepAWR1s+0.5s33.30.0005s+1Thyristor ACRcurrent feedback coefficient0.26speed feedback coefficient0.010.50.0035s+1Armature15.056.28320.116s60s2.8 果。
位置环动态结构图图
23
TransmissionActuator Position七、思考题
1、典型三闭环控制系统由哪几部分组成？（画出其组成图，并说明每一部分的功能。）
2、比列系数P、积分系数I和微分系数在控制中的作用分别是什么？ 八、实验报告
实验报告基本内容详见附件。 九、其它说明
认真阅读相关实验设备注意事项，正确使用各实验设备。
24
附件: 学生实验报告基本内容要求
复杂系统的设计与仿真实验报告
班级&学号： 姓名：
一．实验预习
1.实验目的
2.实验原理
二．实验记录
（1）某小功率角度跟踪系统控制器的设计 分别保存并打印以下三种情况的仿真曲线图： ① 无校正时，小功率角度跟踪系统的单位阶跃响应；
② 串入不同PD控制器时，小功率角度跟踪系统的单位阶跃响应； ③ 加入反馈控制器时，小功率角度跟踪系统的单位阶跃响应；
25
（2）某锁相环位置伺服系统控制器的设计
选取不同的ACR、ASR、AWR参数，分别保存并打印电流环、转速环和位置环的单位阶跃响应曲线。
三．思考题解答
26
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