控制计算机辅助制图实验一..doc

实 验 报 告 学号: 　　　　姓名：　　　　　　成绩：　　　　　　 实验名称：典型环节的时域分析和频域分析 实验目的： (1) 了解、掌握matlab模拟典型环节的基本方法，包括：比例环节、积分环节、一阶微分环节、惯性环节和振荡环节等。 (2) 熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线和频域响应曲线 (3) 了解参数变化对动态特性的影响 实验要求： (1) 一人一机，独立完成实验内容 。 (2) 根据实验结果完成实验报告，并用A4纸打印后上交。 时间： 地点： 实验报告： 比例环节的时域分析和频域分析 比例环节的传递函数： (1)　当k=1:3:10时，绘制系统的阶跃响应曲线，分析ｋ值的影响情况。 程序： for k=1:3:10 num=k; den=1; G=tf(num,den); figure(1);step(G); hold on; %打开第1个图形窗口，绘制系统的阶跃响应曲线 end figure(1); legend(k=1,k=4,k=7,k=10); 曲线： 结果分析： 时域响应的结果就是把输入信号放大k倍。如图，输入信号为幅值为1的阶跃信号，因此，输出是幅值为k的阶跃信号。 (2)　 当k=1:3:10时，绘制系统的频率曲线，分析ｋ值的影响情况。 程序： for K=1:3:10; num=K;den=1;G=tf(num,den);bode(G);hold on; end figure(1); legend(k=1,k=4,k=7,k=10); 曲线： 结果分析： 比例环节对幅频有影响，输出信号的幅值为输入信号的20*lgk倍。 比例环节对相位没有影响，如图显示，相位特性为一条0度的水平线。 积分环节的时域分析和频域分析 积分环节的传递函数： (1) 当k=1:3:10时，绘制系统的阶跃响应曲线，分析曲线特点。 程序： for K=1:3:10; num=K;den=[1,0];G=tf(num,den);step(G);hold on; end figure(1); legend(k=1,k=4,k=7,k=10); 曲线： 结果分析：时域响应的结果就是把输入信号放大k倍。如图，输入信号为幅值为1的阶跃信号，因此，输出是幅值为k的阶跃信号。 绘制系统的频率特性曲线，分析积分环节的幅值和相位特性。 程序： for K=1:3:10; num=K;den=[1,0];G=tf(num,den);grid;margin(G);hold on; end figure(1); legend(k=1,k=4,k=7,k=10); 曲线： 结果分析：比例环节对幅频有影响，输出信号的幅值为输入信号的20*lgk倍。 比例环节对相位没有影响，如图显示，相位特性为一条10度的斜线。 一阶微分环节的时域分析和频域分析 一阶微分环节的传递函数： (1)　绘制系统的阶跃响应曲线，分析曲线特点。 程序： for T=1:3:10; num=[T,1];den=[0.0001 1];G=tf(num,den);step(G);hold on; end figure(1); legend(k=1,k=4,k=7,k=10); 曲线： 结果分析：时域响应的结果就是把输入信号放大T倍。如图，输入信号为幅值为T的阶跃信号，因此，输出是幅值为1的阶跃信号。 (2)　当T=1:3:10时，绘制系统的频率特性曲线，分析频率响应的特点，以及T值的作用。 程序： for T=1:3:10; num=[T,1];den=[0.0001 1];G=tf(num,den);margin(G);hold on; end figure(1); legend(k=1,k=4,k=7,k=10); 曲线： 结果分析：一阶微分环节对幅频有影响，输出信号的幅值为输入信号的20*lgk倍。 比例环节对相位有影响，如图显示，相位特性为一条曲线。 惯性环节的时域分析和频域分析 惯性环节的传递函数： (1)　 当T=1:3:10时，绘制系统的阶跃响应曲线，分析曲线特点，分析T值与响应到达稳态值时间的关系。 程序： for T=1:3:10; num=1;den=[T,1];G=tf(num,den);step(G);hold on; end figure(1); legend(k=1,k=4,k=7,k=10); 曲线： 结果分析：时域响应的结果就是把输入信号放大T倍。如图，输入信号为幅值为T的阶跃信号，因此，输出是幅值为1的阶跃信号。 (2)　当T=1:3:10时，绘制系统的频率特性曲线，分析