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《实验二-典型环节的时域分析和频域分析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、一、实验名称：典型环节的时域分析和频域分析二、实验目的：(1)了解、掌握matlab模拟典型环节的基本方法，包括：比例环节、积分环节、一阶微分环节、惯性环节和振荡环节等。(2)熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线和频域响应曲线(3)了解参数变化对动态特性的影响三、实验要求：(1)一人一机，独立完成实验内容。(2)根据实验结果完成实验报告，并用A4纸打印后上交。四、时间：2013年11月21日五、地点：信自楼234实验报告：一、比例环节的时域分析和频域分析比例环节的传递函数：(1) 当k=1:3:10时，绘制系统的阶跃响应曲线，分析ｋ值的影响情况。程序：fork=1
2、:3:10;num=k;den=1;G=tf(num,den);figure(1);step(G);holdon;%打开第1个图形窗口，绘制系统的阶跃响应曲线endfigure(1);legend('k=1','k=4','k=7','k=10');曲线：结果分析：时域响应的结果就是把输入信号放大k倍。如图，输入信号为幅值为1的阶跃信号，因此，输出是幅值为k的阶跃信号。(2) 当k=1:3:10时，绘制系统的频率曲线，分析ｋ值的影响情况。程序：fork=1:3:10;num=k;den=1;G=tf(num,den);figure(1);bode(G);ho
3、ldon;%打开第1个图形窗口，绘制系统的阶跃响应曲线endfigure(1);legend('k=1','k=4','k=7','k=10');曲线：结果分析：比例环节对幅频有影响，输出信号的幅值为输入信号的20*lgk倍。比例环节对相位没有影响，如图显示，相位特性为一条0度的水平线。一、积分环节的时域分析和频域分析积分环节的传递函数：(1)当k=1:3:10时，绘制系统的阶跃响应曲线，分析曲线特点。程序：fork=1:3:10;num=k;den=[1,0];G=tf(num,den);figure(1);step(G);holdon;%打开第1个图形窗
4、口，绘制系统的阶跃响应曲线endfigure(1);legend('k=1','k=4','k=7','k=10');曲线：结果分析：曲线从零点开始呈逐渐增大的趋势。积分环节的输出量反映了输入量随时间的积累，时间常数越大，积累速度越快。(2)绘制系统的频率特性曲线，分析积分环节的幅值和相位特性。程序：fork=1:3:10;num=k;den=[1,0];G=tf(num,den);figure(1);grid;margin(G);holdon;%打开第1个图形窗口，绘制系统的阶跃响应曲线endfigure(1);legend('k=1','k=4','k=
5、7','k=10');曲线：结果分析：比例环节对幅频有影响，输出信号的幅值为输入信号的20*lgk倍。比例环节对相位没有影响，如图显示，相位特性为一条10度的斜线。积分环节对幅频特性有影响；对相频特性无影响，相频特性为直线。一、一阶微分环节的时域分析和频域分析一阶微分环节的传递函数：(1) 绘制系统的阶跃响应曲线，分析曲线特点。程序：forT=1:3:10;num=[T,1];den=[0.0001,1];G=tf(num,den);figure(1);step(G);holdon;%打开第1个图形窗口，绘制系统的阶跃响应曲线endfigure(1);leg
6、end('k=1','k=4','k=7','k=10');曲线：结果分析：在k值变化的情况下，频率响应曲线随k值的增大，逐渐上移。频率响应曲线随着时间变化呈现出逐渐下降并趋于0的趋势(2) 当T=1:3:10时，绘制系统的频率特性曲线，分析频率响应的特点，以及T值的作用。程序：forT=1:3:10;num=[T,1];den=[0.0001,1];G=tf(num,den);figure(1);margin(G);holdon;%打开第1个图形窗口，绘制系统的阶跃响应曲线endfigure(1);legend('k=1','k=4','k=7','k=1
7、0');曲线：结果分析：一阶微分环节对幅频有影响，输出信号的幅值为输入信号的20*lgk倍。比例环节对相位有影响，如图显示，相位特性为一条曲线。一、惯性环节的时域分析和频域分析惯性环节的传递函数：(1) 当T=1:3:10时，绘制系统的阶跃响应曲线，分析曲线特点，分析T值与响应到达稳态值时间的关系。程序：forT=1:3:10;num=1;den=[T,1]G=tf(num,den);figure(1);step(G);holdon;%打开第1个图形窗口，绘制系统的阶跃响应曲线endfigure(1);legend('k=1','k=4','k=7','k=
8、10');曲线：结果分析：惯性环节使得输出波形在开始
