基于MATLAB的控制系统频域分析.doc

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1、课程名称：自动控制原理实验名称：基于MATLAB的控制系统频域分析院系：电子科学与工程学院姓名：李萍萍学号：06008203实验时间：2010年12月16日一、实验目的1、利用计算机作出开环系统的波得图；2、观察记录控制系统的开环频率特性；3、控制系统的开环频率特性分析二、实验内容1、已知开环传递函数要求：(a)作bode图，在曲线上标出：幅频特性，即低频段斜率、高频段斜率、开环截止频率、中频段穿越斜率和相频特性，即低频段渐近相位角、高频段渐近相位角、-180度线的穿越频率；(b)计算系统的稳定裕度Lg和γc，并确定系统的稳定性。2、已知开环传递函数要求：(a)作

2、极坐标图(可改变坐标范围或者设定角频率变量w)；(b)比较T1>T2与Tl

3、幅值裕度是3.4810>0；相位裕度是22.259>0，所以该系统稳定（2）Matlab编程如下：clc;w=[0,logspace(-2,2,200)];t=0.1;tou=[2,1,0.5,0.1];forj=1:4sys=tf([1],[t*t,2*t*tou(j),1]);bode(sys,w);[Gm,Pm,Wg,Wc]=margin(sys)holdon;end;legend('tou=2','tou=1','tou=0.5','tou=0.1');holdoffgrid实验结果如下：Bode图：稳定裕度：tou=2时Gm=InfPm=-180Wg=I

4、nfWc=0分析：由于计算出的幅值裕度是inf>0；相位裕度是-180<0，所以该系统不稳定tou=1时Gm=InfPm=-180Wg=InfWc=0分析：由于计算出的幅值裕度是inf>0；相位裕度是-180<0，所以该系统不稳定tou=0.5时Gm=InfPm=90Wg=InfWc=10.0000分析：由于计算出的幅值裕度是inf>0；相位裕度是90>0，所以该系统稳定tou=0.1时Gm=InfPm=16.2591Wg=InfWc=14.0003分析：由于计算出的幅值裕度是inf>0；相位裕度是16.2591>0，所以该系统稳定2、Matlab编程如下：设定一

5、个函数functionexp2(k,t,w1,w2)%k=K,t=T1,T2设为T1的0.5和2倍，w1和w2是角频率的起始值和终止值%t1=t;t2=[0.5*t1,2*t1];forj=1:2sys=tf([k*t1,k],[t2(j),1,0,0]);nyquist(sys,{w1,w2});holdon;end;legend('T1>T2','T1

6、);exp2(0.5,1,0.001,10000);subplot(2,2,4);exp2(0.1,1,0.001,10000);运行结果：说明：上面四个图是改变K得到的，使得各图幅度变化改变当输入程序为subplot(2,2,1);exp2(1,2,0.001,10000);subplot(2,2,2);exp2(1,1,0.001,10000);subplot(2,2,3);exp2(1,0.5,0.001,10000);subplot(2,2,4);exp2(1,0.1,0.001,10000);运行结果为：说明：上面四个图是改变T得到的，使得各图的幅度变化

7、改变五、思考题问题：比较T1>T2与TlT2相位都是-90到0到90，T1