零、极点对控制系统的影响

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1、广西大学实验报告纸姓名：学院：电气工程学院指导老师：专业：自动化实验内容：零、极点对控制系统的影响成绩:班级:年月日其他组员及各自发挥的作用：【实验时间】【实验地点】【实验目的】1.学会判断最小相位和非最小相位；2.学会使用根轨迹分析系统的特性；3.学会分析系统的响应特性；4.学会分析最小相位和非最小相位系统的幅频特性和相频特性。【实验设备与软件】1.MATLAB/SIMULINK软件2.计算机一台【实验原理】1、最小相位与非最小相位系统传递函数屮所有极点和零点的实部均力负值时的一类线性定常系统，称力最小相位系统。反之，传递函数屮

2、至少有一个极点或苓点的实部值力正值的，称为非最小相位系统。在具有相同幅频特性的系统中，最小相位系统的相角变化范围为最小。最小相位和ih最小相位之名即出于此。最小相位系统特点有：（1）如果两个系统有相同的幅频特性，那么对于大于零的任何频率，最小相位系统的相角总小于非最小相位系统；（2）最小相位系统的幅频特性和相频特性直接关联，也就是说，一个幅频特性W能有一个相频特性与之对应，一个相频特性只能有一个幅频特性与之对应。对于最小相位系统，只根据对数幅频曲线就能写出系统的传递函数。2、180°根轨迹的画法根据教材的180°根轨迹的九条规则，

3、画根轨迹，注意理解各条规则的正确性。3、系统响应的求収给定的线性系统的传递函数和输入信号，其输岀的复频域表示很界易得到，再对其进行反Laplace变换得到系统响应。从系统可以看出系统的稳定性、快速性和准确性的各项指标。4、幅频和相频特性及其判稳幅频特性表现的是各种频率信号在通过系统时的幅值增益程度；相频特性表现的是各种频率信号在通其他组员及各自发挥的作用：【实验时间】【实验地点】【实验目的】1.学会判断最小相位和非最小相位；2.学会使用根轨迹分析系统的特性；3.学会分析系统的响应特性；4.学会分析最小相位和非最小相位系统的幅频特性

4、和相频特性。【实验设备与软件】1.MATLAB/SIMULINK软件2.计算机一台【实验原理】1、最小相位与非最小相位系统传递函数屮所有极点和零点的实部均力负值时的一类线性定常系统，称力最小相位系统。反之，传递函数屮至少有一个极点或苓点的实部值力正值的，称为非最小相位系统。在具有相同幅频特性的系统中，最小相位系统的相角变化范围为最小。最小相位和ih最小相位之名即出于此。最小相位系统特点有：（1）如果两个系统有相同的幅频特性，那么对于大于零的任何频率，最小相位系统的相角总小于非最小相位系统；（2）最小相位系统的幅频特性和相频特性直接

5、关联，也就是说，一个幅频特性W能有一个相频特性与之对应，一个相频特性只能有一个幅频特性与之对应。对于最小相位系统，只根据对数幅频曲线就能写出系统的传递函数。2、180°根轨迹的画法根据教材的180°根轨迹的九条规则，画根轨迹，注意理解各条规则的正确性。3、系统响应的求収给定的线性系统的传递函数和输入信号，其输岀的复频域表示很界易得到，再对其进行反Laplace变换得到系统响应。从系统可以看出系统的稳定性、快速性和准确性的各项指标。4、幅频和相频特性及其判稳幅频特性表现的是各种频率信号在通过系统时的幅值增益程度；相频特性表现的是各种

6、频率信号在通过系统时的相角滞后/超前程度。其表现形式是Bode图。从Bode图可以基于图判据判定相应闭环系统的稳定性。【实验内容、方法、过程与分析】实验内容1、已知二阶系统C(5+1)(0.55+1)，分析c的収值对系统单位阶跃响应的影响（各种情况都要考虑周全）,要求有理论分析勾仿真验证2、对开环传递函数c(‘y+l)(0.5‘v+l)中的c分别-1和1,他们具有相同幅频特性，它们的相频特性有何区别？由此，能得到什么结论？3、对传递函数(5+2+3/)(5+2-3Z)分别增加极点-5、-2.5、-0.5后，求其阶跃响应，并与原系统

7、的阶跃响应比较？探讨其屮的规律，并给出合理的解释。若增加的是非最小相位极点，结果又会如何？要求增加零点后保持响应稳态值不变。4、对传递函数(5+2+3z)(5+2-3z)分别增加零点-0.4、-2、-5后，求其阶跃响应，并与原系统的阶跃响应比较？探讨其屮的规律，并给出合理的解释。若增加的是非最小相位零点，结果又会如何？要求增加零点后保持响应稳态值不变。5、对于开环传递函数律，并给出合理的解释6、对于开环传递函数给出合理的解释。【实验结论与总结】实验结论5(5+1)1、己知二阶系统分别增加其开环零点-2、-3、2,观察根轨迹的变化，

8、探究其上的规分别增加其幵环极点-2、0、2,观察根轨迹的变化，探究其上的规律，并C(5+1)(0.55+1),分析c的取值对系统单位阶跃响应的影响（各种情况都要考虑周全），要求有理论分析与仿真验证I在这个实验中，C的取值为-5、-2、-1、1、2、