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文档简介

实验三典型环节及系统的频率特性研究姓名班级学号成绩1.实验目的1.1学习用MATLAB研究频率特性的基本方法。1.2掌握各种典型环节的频率特性。2.实验内容2.1研究典型环节（比例、积分、微分、惯性、振荡）的频率特性。2.2给定系统的频率特性，根据稳定裕量做k参数设计，评估系统性能。3.实验步骤Step3.1打开Matlab进入其命令窗口，键入命令：G1=tf([1],[10.81])nyquist(G1)则屏幕显示传递函数1/(s2+0.8s+1)及对应的奈氏曲线，观察并分析该曲线。然后记录该曲线，要求在曲线上标明频率ω的变化情况（）。注：这里G1=tf([aman-1…a1a0],[bnbm-1…b1b0])确定了传递函数G1(s)=(amsm+am-1sm-1+…+a1s+a0)/(bnsn+bn-1sn-1+…+b1s+b0)。Step3.2再键入命令：bode(G1)则屏幕则显示传递函数对应的波德曲线。观察并分析该曲线，然后记录该曲线，要求在曲线上标明横纵坐标及对数幅频曲线各段斜率。图1奈氏曲线图2波德曲线Step3.3设各典型环节传递函数分别为：比例：G(s)=2；积分：G(s)=1/s；微分：G(s)=s；惯性：G(s)=1/(0.2s+1)；振荡：G(s)=1/(0.04s2+0.2s+1)。按照上面所介绍的基本方法，简单画出各环节的波德曲线。图3比例环节图4积分环节图5微分环节图6惯性环节图7振荡环节Step3.4选择适中k值（比如k=50），键入：G2=tf([1],conv([0.250.91],[31]))Gk2=k*G2margin(Gk2)则屏幕显示Gk2(s)=k*G2(s)的波德图和增益裕量Gm以及相位裕量Pm。（1）在右边画出Gk2(s)波德曲线；（2）增益裕量Gm=dB；相位裕量Pm=deg，（3）减小k值，，可获得较大的裕量；当k=10时，系统变得稳定，此时增益裕量Gm=dB；相位裕量Pm=deg。图8Gk2(s)波德曲线Step3.5分别令k=50及k=10，键入：Gk2=k*G2M2=feedback(Gk2,1)step(M2)则屏幕显示对应单位负反馈系统的闭环传递函数和单位阶跃响应。用不同颜色的笔画出两种情况下系统的单位阶跃响应曲线。图9系统的单位阶跃曲线4.实验分析4.1在Step3.4中欲增加相位裕量Pm，则k应该增加还是减小？为什么？思考一下当k增加时，系统的带宽是增加还是减小？4.2对一个稳定的系统，如果存在相位穿越频率，那么在该频率处它

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