自动控制原理线性系统的频域分析实验报告

...wd......wd......wd...实验四专业自动化班号03班指导教师陈艳飞姓名胡波实验名称线性系统的频域分析实验日期第次实验一、实验目的1．掌握用MATLAB语句绘制各种频域曲线。2．掌握控制系统的频域分析方法。二、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。解:程序如下:num=[0036];den1=[11.236];den2=[13.636];den3=[1636];den4=[19.636];den5=[12436];w=logspace(-2,3,100);bode(num,den1,w)gridholdbode(num,den2,w)bode(num,den3,w)bode(num,den4,w)bode(num,den5,w)分析：随着的增大,伯德图在穿越频率处的尖峰越明显,此处用渐近线代替时误差越大.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。解:程序如下奈氏曲线:(1)num1=[0,0,10];den1=conv([1,0],conv([1,0],conv([5,-1],[1,5])));w=logspace(-1,1,100);nyquist(num1,den1,w)(2)num2=[8,8];den2=conv([1,0],conv([1,0],conv([1,15],[1,6,10])));w=logspace(-1,1,100);nyquist(num2,den2)(3)num3=[4/3,4];den3=conv([1,0],conv([0.02,1],conv([0.05,1],[0.1,1])));w=logspace(-1,1,100);nyquist(num3,den3)分析：系统1，2不稳定，系统3稳定。伯德图:num1=[0,0,10];den1=conv([1,0],conv([1,0],conv([5,-1],[1,5])));num2=[8,8];den2=conv([1,0],conv([1,0],conv([1,15],[1,6,10])));num3=[4/3,4];den3=conv([1,0],conv([0.02,1],conv([0.05,1],[0.1,1])));bode(num1,den1)gridholdbode(num2,den2)bode(num3,den3)分析：系统1，2不稳定，系统3稳定。尼科尔斯图(1)num1=[0,0,10];den1=conv([1,0],conv([1,0],conv([5,-1],[1,5])));w=logspace(-1,1,500);[mag,phase]=nichols(num1,den1,w);plot(phase,20*log10(mag))ngrid(2)num2=[8,8];den2=conv([1,0],conv([1,0],conv([1,15],[1,6,10])));w=logspace(-1,1,500);[mag,phase]=nichols(num2,den2,w);plot(phase,20*log10(mag))ngrid(3)num3=[4/3,4];den3=conv([1,0],conv([0.02,1],conv([0.05,1],[0.1,1])));w=logspace(-1,1,500);[mag,phase]=nichols(num3,den3,w);plot(phase,20*log10(mag))ngrid分析：系统1，2不稳定，系统3稳定。阶跃响应曲线〔1〕num1=[0,0,10];den1=conv([1,0],conv([1,0],conv([5,-1],[1,5])));step(num1,den1)grid〔2〕num2=[8,8];den2=conv([1,0],conv([1,0],conv([1,15],[1,6,10])));step(num2,den2)grid〔3〕num3=[4/3,4];den3=conv([1,0],conv([0.02,1],conv([0.05,1],[0.1,1])));step(num3,den3)grid3．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。解：绘出系统伯德图，程序如下num=[0011];den=[0.1100];w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w)[gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den);gm,pm,wcg,wcpgridgm=0pm=44.4594wcg=0wcp=1.2647分析：系统截止频率Wc=1.2647，相角裕度r=44.4594,幅值裕度hg=