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《第六课系统Bode图及Nyquist曲线地绘制及稳定性分析报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、实用标准文档实验六系统Bode图及Nyquist曲线的绘制及稳定性分析一、教学目的（1）加深了解系统及元件频率特性的物理概念。（2）进一步加深对Bode图及Nyquist曲线的了解。（3）熟练掌握用MATLAB分析系统频率特性的方法。二、教学内容（1）设计一阶惯性环节模拟电路，并完成频率特性曲线测试。参考程序：s=tf('s');G=1/(0.2*s+1);figure(1)nyquist(G)figure(2)bode(G)说明：l命令nyquist()用来绘制系统的nyquist曲线（开环幅相曲线）。调用格式为nyquist(sys)nyquist(sys,w)[re,im,w]
2、=nyquist(sys)其中，sys为系统开环传递函数模型，第一种格式频率向量w自动给定，第二种格式频率向量由人工给定，第三种格式不作图，返回变量re为G(jw)的实部向量，im仍为G(jw)的虚部向量，w为频率向量。l函数bode()用来绘制系统的Bode图，调用格式为：bode(sys)bode(sys,w)[m,p,w]=bode(sys)文案大全实用标准文档其中，sys为系统开环传递函数模型，第一种格式频率向量w自动给定，第二种格式w由人工给定，可由命令logspace()得到对数等分的w值。第三种格式不作图，返回变量m为幅值向量，p为相位向量，w为频率向量。（1）系统的模
3、拟电路原理图及系统的结构框图如图所示，①求系统传递函数。取R2=500KΩ，经计算得系统的传递函数为：②作出系统开环对数幅频特性、相频特性，求出相应的频域性能指标。参考程序：num=[500];文案大全实用标准文档den=[110500];sys=tf(num,den);bode(sys)[h,r,wg,wc]=margin(sys)说明：margin()用来求系统的频率特性参数，调用格式为：[h,r,wg,wc]=margin(sys)①在图中作近似折线特性，并与原准确特性相比较。具体操作为：在Figure窗口的工具栏上选择“InsertLine”命令，然后按住鼠标左键，即可在相应
4、位置画出直线。②改变K值，作Bode图，比较分析K变化对开环幅频、相频特性曲线的影响。参考程序：s=tf('s');K=[10,500,1000];figure(1)fori=1:3sys(i)=tf(K(i)/(s^2+10*s+500));endbode(sys(1),'r',sys(2),'b',sys(3),'g')grid文案大全实用标准文档结论：随着K的增加，系统的幅频特性向上平移，相频特性不变，即K值只影响系统幅频特性的起点，不改变其形状，且对相频特性无影响。①改变K值，绘制系统的nyquist曲线，比较分析K变化对曲线的影响。参考程序：s=tf('s');K=[10,
5、500,1000];figure(1)fori=1:3sys(i)=tf(K(i)/(s^2+10*s+500));endnyquist(sys(1),'r',sys(2),'b',sys(3),'g')grid文案大全实用标准文档结论：K值的增大不会影响nyquist曲线的形状，只会改变G(jw)向量幅值的大小，从而改变曲线的包围区域。（1）系统开环传递函数为。试分别绘制并记录时系统的开环幅相曲线，比较分析改变对系统幅相曲线的影响。参考程序：r=[1,2,3,4];s=tf('s');w=1:0.01:10;fori=1:4figure(i)sys=tf(1/(s^r(i)*(s+
6、1)*(s+2)));nyquist(sys)end文案大全实用标准文档文案大全实用标准文档结论：增加积分环节，可以使系统动态性能变好，但会使系统稳定性变差。2型以上的系统很少使用，因为它们稳定相当困难。（4）已知单位反馈系统，设K分别为4和10，试确定系统的稳定裕度。参考程序：s=tf('s');k1=4;k2=10;sys1=k1/(s+1)^3;sys2=k2/(s+1)^3;[h1,r1,wg1,wc1]=margin(sys1)[h2,r2,wg2,wc2]=margin(sys2)运行结果：h1=2.0003r1=27.1424wg1=1.7322wc1=1.2328Wa
7、rning:Theclosed-loopsystemisunstable.>InD:MATLAB6p5p1toolboxcontrolcontrol@ltimargin.matline89Ind:MATLAB6p5p1workBode5.matline7h2=0.8001r2=-7.0310wg2=1.7322wc2=1.9083结论：系统1幅值裕量h1，相位裕量均大于0，故系统1稳定；系统2的相位裕量小于0，故系统2不稳定。文案大全实用
