机电系统集成技术1.ppt

对于二阶系统 分别就T=1和T=0.1，分别取0, 0.2, 0.5, 0.7, 1, 10时，画出系统单位阶跃响应曲线、频率特性乃氏图和伯德图。 T＝1，?＝0.2 系统单位阶跃响应程序及图如下： T=1; e=0.2; num=[1]; den=[T^2 2*T*e 1]; step(num,den) grid 系统频率特性乃氏图程序及图如下： T=1; e=0.2; num=[1]; den=[T^2 2*T*e 1]; nyquist(num,den) grid 系统频率特性伯德图程序及图如下： T=1; e=0.2; num=[1]; den=[T^2 2*T*e 1]; w=logspace(-1,1,100); bode(num,den,w) grid T＝0.1，?＝1 Program is as follows:： T=0.1; e=1; num=[1]; den=[T^2 2*T*e 1]; subplot(3,1,1);step(num,den) grid subplot(3,1,2);nyquist(num,den) grid subplot(3,1,3); w=logspace(-1,3,100);bode(num,den,w) grid 对于下列系统，试画出其伯德图，求出相角裕量和增益裕量，并判其稳定性 （1） （2） 解：(1) 程序： num=[250]; den1=[0.03 1 0]; den2=[0.0047 1]; den=conv(den1,den2); bode(num,den) grid [Gm Pm wcg wcp]=margin(num,den) 所得的增益裕量和相角裕量结果如下： Gm = 0.9844 Pm = -0.3080 wcg = 84.2152 wcp = 84.8793 因为Pm0 系统不稳定 (2) num1=[250]; num2=[0.5 1]; num=conv(num1,num2); den1=[10 1 0]; den2=[0.03 1]; den3=conv(den1,den2); den4=[0.0047 1]; den=conv(den3,den4); bode(num,den) grid [Gm Pm wcg wcp]=margin(num,den) 所得的增益裕量和相角裕量结果如下： Gm =18.3886 Pm = 58.0765 wcg =81.3900 wcp = 11.9160 因为Gm1, Pm0, 故系统稳定 Simulink仿真工具 如果控制系统的结构很复杂，则若不借助专用的系统建模软件，在过去很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入给计算机，对之进行分析和仿真。1990年MathWorks软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具，命名为SIMULINK，这一名字的含义相当直观，SIMU（仿真）与LINK（连接），亦即可以利用鼠标器在模型窗口上“画”出所需的控制系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真或线性化。这种法的一个优点是，可以使得一个很复杂系统的输入变得相当容易且直观。 Simulink是matlab提供的实现系统建模和仿真的一个软件包。它让用户把精力从编程转向模型的构造。随着学习的进一步深入，同学们会认识到simulink的一个很大的优点是为用户省去了很多重复的代码编写工作，用户就不必一步步的从最底层开始编起了。 启动simulink，只需要在matlab命令窗口输入： simulink Simulink库浏览器 模型窗口 Simulink最让人振奋的一点就是支持图形用户界面。 模型窗口 常用频域分析函数如下： bode - 频率响应伯德图 nyquist - 频率响应乃奎斯特图 nichols - 频率响应尼柯尔斯图 freqresp - 求取频率响应数据 margin - 幅值裕量与相位裕量 pzmap - 零极点图 使用时可以利用他们的帮助，如help bode。 例 对于下列系统传递函数 下列MATLAB Programl1.4将给出该系统对应的伯德图。其伯德图如下图所示。 ----MATLAB Programl1.4---- num=[0,0,50]; den=[25,2,1]; bode(num,den) grid title(Bode Diagram of G(s)=50/(25s^2+2s+1)) 如果希望从0.01弧度／秒到1000弧度