实验四 典型系统的频率特性测试.doc

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1、自动控制原理实验报告实验名称：典型系统的频率特性测试班级：姓名：学号：实验四典型系统的频率特性测试一、实验目的1、加深理解系统及元件频率特性的物理概念2、掌握测量典型一阶系统和二阶系统频率特性曲线的方法3、掌握软件仿真求取一阶和二阶系统开环频率特性的方法4、了解从频率特性求系统传递函数及参数的方法二、实验容1、搭建一阶惯性环节，绘制其频率特性曲线2、搭建典型二阶环节，绘制其频率特性曲线3、用软件仿真求取一阶和二阶系统频率特性曲线，跟实验结果比较三、实验步骤1、一阶惯性环节的频率特性（1）用Matlab函数绘制系统的幅相曲线和对数频率特性曲线，记录理想幅频曲线

2、和相频曲线。程序如下:sys=tf(1,[0.005,1]);nyquist(sys);title('系统的奈氏图');figurebode(sys);title('系统的波特图');（2）在simulink下创建惯性环节的幅相曲线和对数频率特性曲线仿真系统。改变正弦输入函数的频率，测试并记录输出与输入幅值之比，相位之差，保存仿真结果（3）在实验箱中搭建模拟电路，输入正弦波信号，观测输入输出正弦波曲线。调节正弦波频率和幅值，绘制该一阶惯性环节的幅频曲线和相频曲线，与软件仿真对比2、二阶系统的频率特性曲线（1）用Matlab函数绘制二阶系统的幅相曲线和对数频率

3、特性曲线，记录理想幅频曲线和相频曲线。程序仿真：sys=tf(200,[1,10,200]);nyquist(sys);title('系统的奈氏图');figurebode(sys);title('系统的波特图');（2）在simulink下创建二阶环节的幅相曲线和对数频率特性曲线仿真系统。改变正弦输入函数的频率，测试并记录输出与输入幅值之比，相位之差，保存仿真结果（3）在实验箱中搭建模拟电路，输入正弦波信号，观测输入输出正弦波曲线。调节正弦波频率和幅值，绘制该二阶环节的幅频曲线和相频曲线，与软件仿真对比四、实验结果1、根据一阶环节的理论计算，选择频率测试点

4、，填写下表1012.518.525.2384499.71323407471.591.992.964.016.057.0015.9021.0254.14118.950000000000-0.011-0.0169-0.0423-0.0691-0.155-0.207-0.697-1.57-5.9-11.70.0110.01690.04230.06910.1550.2070.6971.575.911.7-2.98-3.57-5.28-7.18-10.7-12.4-26.5-33.3-59.4-74.92、根据实验结果绘制一阶环节的频率特型。幅频响应：响频响应：3、不

5、同频率在一阶环节Matlab和simulink仿真结果记录Matlab仿真：奈氏图：波特图：Simulink仿真：频率为1rad/s频率为3rad/s频率为10rad/s：4、根据二阶系统的理论计算，选择频率测试点，填写下表(rad/s)3.58.3313.218.630.443.563.41222203930.551.322.102.964.836.9210.0919.4135.0162.5400000000000.4022.223.58-1.42-11.8-18.8-25.7-37.3-47.6-57.7-0.402-2.22-3.581.4211.81

6、8.825.737.347.657.7-10.6-32.6-78.5128-157-165-170-175-177-1795、根据实验结果绘制二阶环节的频率特型。幅频特性图：相频特性图：6、不同频率在二阶环节Matlab和simulink仿真结果记录Matlab仿真：奈氏图：波特图：Simulink仿真结果：频率为1rad/s频率为3rad/s频率为10rad/s五、实验思考对数频率特性采用频率的对数分度，可以与幅度上去对数后的响应相对应，实现画图的线性化