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1、《控制工程基础》实验指导书常熟理工学院机械工程系2008.91.MATLABn寸域分析实验22.MATLAB频威分析实验41.Matlab校正环节仿真实验82.附录：Matlab基础知识14实验1MATLAB时域分析实验一、实验目的1.利用MATLAB进行时域分析。要求：⑴计算连续系统的时域响应(单位脉冲输入，单位阶跃输入，任意输入)。(2)根据系统的极点分析系统的稳定性。2.掌握Matlab系统分析函数impulse>step^lsim>roots>pzmap的应用。二、实验内容1.已知某高阶系统的
2、传递函数为,试求该系统的单位脉冲响应、「(2$"+20$+50丿一$6+15品+84/+223^+309/+240$+100单位阶跃响应、单位速度响应和单位加速度响应。MATLAB计算程序num=[22050];den=[11584223309240100];t=(0:0.1:20);figure(1);impulse(num,den,t);%ImpulseResponsefigure(2);step(num,den,t);%StepResponsefigure(3);ul=(t);%Ramp.In
3、putholdon;plot(t,ul);lsim(num,den,ul,t);%Ramp.Responsegtext(V);igure(4);u2=(tt/2);%Acce.Inputholdon;plot(t,u2);lsim(num,den,u2,t);%Acce.ResponsegtextCtt/2,);1.已知某高阶系统的传递函数为稳定性。MATLAB计算程序den=[l23456789];roots(den)2.已知某高阶系统的传递函数为断系统的稳定性。MATLAB计算程序num二[3.1
4、210人56.2510人6];den=11.010人2&010A34.410A56.2410A6;[p,z]=pzmap(num.den);pzmap(num4en);title(4Pole-ZeroMap');holdon;实验2MATLAB频域分析实验一、实验目的1、加深理解频率特性的概念，了解一般系统的的Nyquist图和图的特点和绘制。2、学习采用MATLAB绘制和分析系统频率特性图二、实验要求1、分析开环系统的频率特性，并用MATLAB绘制其开环Nyquist图和Bode图，求取剪切频率3C
5、,将实验结果与理论分析计算结果进行比较，验证理论的正确性。2、用MATLAB作闭环Nyquist图和Bode图，分析单位反馈系统的频率特性。三、实验原理1、对数频率特性：Bode图——对数坐标图，又称Bode图，它由对数幅频特性图和对数相频特性图组成。对数幅频特性图纵坐标标度为201gG（jw）,其中对数以10为底均匀分度，采用单位是分贝（db）；横坐标标度为lgw,以对数分度绘制，标以w,采用单位是弧度m（rad/s）o对数相频特性图纵坐标为角度，均匀分度，采用单位为度,横坐标与第一张图完全相同。对
6、数相频特性图放在第一张Z卜，同时使横坐标的上下一一对应，以便对比分析。2、极坐标频率特性曲线（又称尼奎斯特曲线）它是在复平面上用一条曲线表示w由Otoo时的频率特性。即用矢量®jw）的端点轨迹形成的图形，w是参变量。在曲线的上的任意一点可以确定实频、虚频、幅频和相频特性。3、用MATLAB作频率特性曲线1）用MATLAB作开环频率特性设系统的开环传递函数为G（$）=%捫+加心“绻“+加心+…昭声+乞（2.1）则系统的开环频率特性为G（刑）二仇（加广+勺（加）心+…仇+一U丿一。0（加）"+坷（加）门+
7、（加）+d“（22）据式（2.2）和表2.1屮的MATLAB命令可绘制出相应的尼奎斯特图和博德图。2)用MATLAB作闭环频率特性若"(诃表示频率特性幅值，°(叭表示相角，则闭环频率特性为心)需"卄(2.3)-其频率响应可按式(2.3)计算岀不同频率处的M3)和％叱)(i=l,2,3,...),即口J求得闭环系统频率特性并画出相应的曲线。3)单位负反馈系统的频率特性设单位负反馈系统的开环传递函数为G"),闭环频率特性表示为0(沖)=G帥)1+G(jw)(2.4)有式(2.2),得b°(八厅"+b、(+
8、…勺”_1(丿％)+—。0(加)"+Q](川)"“+…％_i(.jw)+a”+bQ(jw)m+W(jw)"'T+•••—.[(jw)+—(2.5)拯式(2.5)和表2.1的MATLAB命令可绘制出闭环频率特性曲线。表1MATLAB绘制频率响应曲线基本命令表调用格式说明nyquist(num,dcn,w)Nyquist(num,dcn,w)nJ按指定的频率点w绘制系统的尼奎斯特图。bode(num,den,w)按指定的频率点w绘制系统的博德图。frcqrc
