实验四线性的系统地频域分析报告.docVIP

实用标准文案 精彩文档 武汉工程大学实验报告 专业 **过程自动化**班 班号 ********** 组别 指导教师 陈艳菲 姓名 *** 同组者 个人 实验名称 实验四 线性系统的频域分析 实验日期 2012-03-29 第 4 次实验 实验目的 掌握用MATLAB语句绘制各种频域曲线。 掌握控制系统的控制方法。 实验内容 1. 典型二阶系统 绘制出，，0.3，0.5，0.8，2的bode图，记录并分析对系统bode图的影响。 2.系统的开环传递函数为 绘制系统的Nyquist曲线、Bode图和Nichols图，说明系统的稳定性，并通过绘制阶跃响应曲线验证。 3.已知系统的开环传递函数为。求系统的开环截止频率、穿越频率、幅值裕度和相位裕度。应用频率稳定判据判定系统的稳定性。 三、实验结果分析 1．，分别取，0.3，0.5，0.8，2时，系统的bode图绘制： 图形： 源程序代码： 结果分析：从图中可看出越小，中频段振荡越剧烈。该二阶系统是典型的振荡环节，谐振频率，谐振峰值，当时，,均为的减函数，越小，，越大，振荡幅度越大，超调量越大，过程越不平稳且系统响应速度越慢，当时。单调减小，此时无谐振峰值和谐振频率，过程较平稳。 2.（1）的曲线绘制： ① Bode图的绘制： 程序源代码： num=[0 0 0 0 10 ]； den=[5 24 -5 0 0]； bode(num,den) grid 图形： ②Nyquist图的绘制： 程序源代码： num=[ 0 0 0 0 10]; den=[ 5 24 -5 0 0]; [z,p,k]=tf2zp(num,den); p p = 0 0 -5.0000 0.2000 图形： ③Nichols图的绘制： 程序源代码： num=[ 0 0 0 0 10]; den=[ 5 24 -5 0 0]； [mag,phase]=nichols(num,den); plot(phase,20*log10(mag)) ngrid 图形： ④Step曲线的绘制： 源程序代码： num=[ 0 0 0 0 10]; den=[ 5 24 -5 0 0]; step(num,den) grid 图形： ⑤结果分析及说明：因为开环传递函数在S右半平面有一个极点，即P=1，从Nyquist曲线可看出，奈氏曲线没有包围（-1，0），即R=0，根据奈氏稳定判据，Z=P-R=1,不等于0，所以该系统不稳定，从阶跃响应曲线上也可以看出，系统不稳定。 （2）的曲线绘制： ①bode曲线的绘制： 源程序代码 num=[0 0 0 0 8 8 ]; den=[1 21 100 150 0 0 ]; bode(num,den) grid 图形： ②Nyquist曲线的绘制： 程序源代码： num=[ 0 0 0 0 8 8]; den=[ 1 21 100 150 0 0]; [z,p,k]=tf2zp(num,den); p nyquist(num,den) p =