基于MATLAB的控制系统频域分析(共7页).doc
精选优质文档-倾情为你奉上课程名称： 自动控制原理实验名称： 基于MATLAB的控制系统频域分析院系： 电子科学与工程学院姓名： 李萍萍学号： 实验时间： 2010年12月16日一、实验目的1、利用计算机作出开环系统的波得图；2、观察记录控制系统的开环频率特性；3、控制系统的开环频率特性分析二、实验内容1、已知开环传递函数要求：(a)作bode图，在曲线上标出：幅频特性，即低频段斜率、高频段斜率、开环截止频率、中频段穿越斜率和相频特性，即低频段渐近相位角、高频段渐近相位角、-180度线的穿越频率；(b) 计算系统的稳定裕度Lg和c，并确定系统的稳定性。2、已知开环传递函数要求：(a)作极坐标图(可改变坐标范围或者设定角频率变量w)；(b)比较T1>T2与Tl<T2时两图的区别与特点。三、实验要求(1 ) 记录给定系统与显示的BODE图等。(2) 完成上述各题要求。四、实验过程及实验结果分析1、（1）Matlab编程如下：clc;num=31.6;den=0.001,0.11,1,0;sys=tf(num,den);bode(sys);grid;Gm,Pm,Wg,Wc=margin(sys)实验结果如下：下面是bode图：下面是系统的稳定裕度：Gm = 3.4810Pm = 22.259Wg = 31.6228Wc = 16.3053实验分析：由于计算出的幅值裕度是3.4810>0；相位裕度是22.259>0，所以该系统稳定（2）Matlab编程如下：clc;w=0,logspace(-2,2,200);t=0.1;tou=2,1,0.5,0.1;for j=1:4 sys=tf(1,t*t,2*t*tou(j),1); bode(sys,w); Gm,Pm,Wg,Wc=margin(sys) hold on;end;legend('tou=2','tou=1','tou=0.5','tou=0.1');hold offgrid实验结果如下：Bode图：稳定裕度：tou=2时Gm =InfPm =-180Wg =InfWc = 0分析：由于计算出的幅值裕度是inf>0；相位裕度是-180<0，所以该系统不稳定tou=1时Gm =InfPm =-180Wg =InfWc =0分析：由于计算出的幅值裕度是inf>0；相位裕度是-180<0，所以该系统不稳定tou=0.5时Gm =InfPm =90Wg =InfWc =10.0000分析：由于计算出的幅值裕度是inf>0；相位裕度是90>0，所以该系统稳定tou=0.1时Gm =InfPm =16.2591Wg =InfWc =14.0003分析：由于计算出的幅值裕度是inf>0；相位裕度是16.2591>0，所以该系统稳定2、Matlab编程如下：设定一个函数function exp2(k,t,w1,w2)%k=K,t=T1,T2设为T1的0.5和2倍，w1和w2是角频率的起始值和终止值%t1=t;t2=0.5*t1,2*t1;for j=1:2 sys=tf(k*t1,k,t2(j),1,0,0); nyquist(sys,w1,w2); hold on;end;legend('T1>T2','T1<T2');hold off当输入程序为subplot(2,2,1);exp2(2,1,0.001,10000);subplot(2,2,2);exp2(1,1,0.001,10000);subplot(2,2,3);exp2(0.5,1,0.001,10000);subplot(2,2,4);exp2(0.1,1,0.001,10000);运行结果：说明：上面四个图是改变K得到的，使得各图幅度变化改变当输入程序为subplot(2,2,1);exp2(1,2,0.001,10000);subplot(2,2,2);exp2(1,1,0.001,10000);subplot(2,2,3);exp2(1,0.5,0.001,10000);subplot(2,2,4);exp2(1,0.1,0.001,10000);运行结果为：说明：上面四个图是改变T得到的，使得各图的幅度变化改变五、思考题问题：比较T1>T2与Tl<T2时两图的区别与特点答：T1>T2相位都是-90到0到90，T1<T2相位都是90到0到-90；专心-专注-专业
