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1、自动控制原理实验报告学院：控制科学与工程学院班级：自动化C095姓名：薄俊杰赵晓龙学号：096312096326-26-一、实验目的用MATLAB进行线性系统时域分析，绘制根轨迹、系统的伯德图，计算系统的相角裕度和增益裕度，绘制系统的闭环频率特性并在此基础上对系统进行附加零、极点前后性能分析。二、相关函数(1)惯性环节的传递函数：T=0.20.51(2)二阶系统的传递函数：=1ζ=0.10.50.91.3ζ=0.65=24681012(3)连续系统的开环传递函数：(4)系统的开环传递函数：(5)二阶系统的传递函数：(6)(7)开环传递函数：(8)设有单位负反
2、馈、Ι型系统的对数传递函数为：现在系统中附加一个零点和一个极点，其传递函数为：（9）有串联纯滞后环节系统的开环传递函数为：三、实验内容⑴绘制时间常数T=0.2S,0.5S,1S时惯性环节的单位阶跃响应曲线族。-26-T=[0.2,0.5,1];figure(1)holdonforT1=Tnum=[0,1];den=[T1,1];step(num,den)end⑵二阶传递函数用时域分析模块中的函数分析无阻尼自然振荡角频率、阻尼比ζ对系统暂态响应性能的影响①不同阻尼比ζ下的单位阶跃响应wn=1;z=[0.1,0.5,0.9,1.3];figure(1)holdo
3、nforz1=znum=[wn^2];den=[1,2*z1*wn,wn^2];[y,x,t]=step(num,den);plot(t,y)end-26-②不同无阻尼自然振荡角频率下的单位阶跃响应z=0.65;w=[2,4,6,8,10,12];figure(1)holdonforwn=wnum=[wn^2];den=[1,2*z*wn,wn^2];[y,x,t]=step(num,den);plot(t,y)end⑶①系统开环极、零点的位置num=[251];den=[123];pzmap(num,den)②系统的常规根轨迹num=[251];den=[
4、123];rlocus(num,den)-26-③绘制系统带阻尼比和自然振荡角频率栅格的根轨迹图num=[251];den=[123];rlocus(num,den);sgrid⑷绘制系统根轨迹确定num=[431];den=[3510];sgridrlocus(num,den)[k,p]=rlocfind(num,den)grid⑸①绘制系统的Bode图num=1;;den=[1,0.2,1];bode(num,den);grid②改变频率范围后的Bode图w=logspace(-2,1);num=1;den=[1,0.2,1];-26-bode(num,
5、den,w);grid⑹绘制系统的Nyquist图num=[2,5,1];den=[1,2,3];nyquist(num,den)⑺根据系统的开环传递函数求相角裕度和增益裕度num=[1];den=[1,0.4,1];[mag,phase,w]=bode(num,den);margin(mag,phase,w)⑻①单位负反馈、Ι型系统的对象传递函数，在系统中附加一个零点和一个极点，附加零、极点前的频率特性原系统的Bode图和相角裕度、增益裕度num=5;den=[1,5,4,0];[mag,phase,w]=bode(num,den);margin(mag,
6、phase,w),②附加零、极点后系统的Bode图和相角裕度、增益裕度z=[-1.2];p=[0,-1,-4,-4.95],k=29.7;[num1,den1]=zp2tf(z,p,k);-26-[mag,phase,w]=bode(num1,den1);margin(mag,phase,w)③附加零极点前的闭环频率特性num=5;den=[1,5,4,0];[numc,denc]=cloop(num,den);bode(numc,denc)④附加零极点后的闭环频率特性z=[-1.2];p=[0,-1,-4,-4.95];k=29.7;[num1,den1]
7、=zp2tf(z,p,k);[numc1,denc1]=cloop(num1,den1);bode(numc1,denc1)⑼①无串联纯滞后环节和有串联纯滞后环节系统的Bode图num=2;den=[11];T=1;w=logspace(-2,1,100)';[mag,phase]=bode(num,den,w);phase1=phase-(T*w*180/pi);subplot(211),semilogx(w,20*log10(mag)),gridsubplot(212),semilogx(w,[phasephase1]),grid-26-②无串联纯滞后环
8、节系统的稳定裕度num=2;den=[11];T=1
