用MATLAB进行系统频率特性曲线绘制.doc

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1、自动控制原理课程验证性实验报告实验名称用MATLAB进行系统频率特性曲线绘制实验时间2014年12月10日学生姓名实验地点070312同组人员无专业班级新能源1201B1、实验目的1）熟练掌握使用MATLAB命令绘制控制系统奈氏图的方法；2）熟练掌握使用MATLAB命令绘制控制系统伯德图的方法；3）加深理解控制系统奈氏稳定判据的实际应用。2、实验主要仪器设备和材料：计算机一台matlab软件2010a版本3、实验内容和原理：原理：（1）幅相频率特性曲线，以角频率为参变量，当从变化时，频率特性构成的向量在复平面上描绘的曲线称为幅相频率特性曲线。

2、（2）奈氏判据，奈氏判据是利用系统开环频率特性来判断闭环系统稳定性的一个判据，便于研究当系统结构改变时对系统稳定性的影响。其内容是：反馈控制系统稳定的充分必要条件是当从变到时，开环系统的奈氏判据不穿过点逆时针包围临界点的圈数等于开环传递函数的正实部极点数。（1）对于开环稳定的系统，闭环系统稳定的充分必要条件是：开环系统的奈氏曲线不包围点。反之，则闭环系统是不稳定的。（2）对于开环不稳定的系统，有个开环极点位于右半平面，则闭环系统稳定的充分必要条件是：当从变到时，开环系统的奈氏判据逆时针包围点次。内容：1）绘制控制系统奈氏图格式一：nyquis

3、t(num,den)格式二:nyquist(num,den,w)格式三：[re,im,w]=nyquist(num,den)a.开环开环传递函数，绘制其Nyquist图。b.已知，绘制Nyquist图，判定系统的稳定性。c.已知系统开环传递函数为，要求：分别作出和时的Nyquist图。比较两图的区别与特点。如果该系统变成Ⅱ型系统，即，情况又发生怎么样的变化？d.若，令，分别绘制时系统的Nyquist图并保持，比较分析系统开环增益不同时，系统Nyquist图的差异，并得出结论。令，分别绘制时系统的Nyquist图并保持，比较分析不同时，系统Ny

4、quist图的差异，并得出结论。e.二阶系统传递函数为，试用MATLAB绘制出不同和的伯德图。f.系统的开环传递函数为求系统的幅值裕度和相角裕度，并求其闭环阶跃响应。g.系统的开环传递函数为，求系统的幅值裕度和相角裕度。4、实验方法、步骤：a）num=10,den=[1210];w=0:0.1:100;axis([-1,1.5,-2,2]);nyquist(num,den)b)num=0.5;den=[1210.5];figure(1);nyquist(num,den)c）k=1,T1=3,T2=2,T1>T2num=4;den=[210];

5、nyquist(den,num)k=1,T1=2,T2=3,T1T2num=[31];den=[2100];nyquist(den,num)）k=1,T1=2,T2=3,T1

6、([11],[12]));nyquist(den,num)u=1,k=10num=2;den=conv([10],conv([11],[12]));nyquist(den,num)(2)k=1,u=2num=2;den=conv([100],conv([11],[12]));nyquist(den,num)k=1,u=3num=2;den=conv([1000],conv([11],[12]));nyquist(den,num)k=1,u=4num=2;den=conv([10000],conv([11],[12]));nyquist(den

7、,num)e)(1)为固定值，变化时，运行下面的程序，wn=1,zet=[0:0.1:1,2,3,4,5];holdonfori=1:length(zet)num=wn^2;den=[1,2*zet(i)*wn,wn^2];bode(num,den);endgridonholdoff2)为固定值，变化时，运行下面的程序Wn=[0.1:0.1:1];zet=0.707;holdonfori=1:length(wn)num=wn(i)^2;den=[1,2*zetwn(i),wn(i)^2];bode(num,den);endgridon,hol

8、dofff)G=tf(3.5,[1,2,3,2]);G_close=feedback(G,1);[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G)step(G_cl