控制系统的根轨迹和频域特性分析样本

下载后可任意编辑本科实验报告课程名称: 自动控制原理 实验项目: 控制系统的根轨迹和频域特性分析实验地点: 多学科楼机房 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导老师: 年 5 月 15 日一、 实验目的和要求: 1．学会利用 MATLAB 绘制系统的根轨迹, 并对系统进行分析; 2．学会利用 MATLAB 对系统进行频域特性分析。下载后可任意编辑二、 实验内容和原理: 1．基于 MATLAB 的控制系统根轨迹分析1) 利用 MATLAB 绘制系统的根轨迹利用 rlocus( )函数可绘制出当根轨迹增益 k 由 0 至+∝变化时, 闭环系统的特征根在 s 平面变化的轨迹, 该函数的调用格式为[r,k]=rlocus(num,den) 或 [r,k]=rlocus(num,den,k)其中, 返回值 r 为系统的闭环极点, k 为相应的增益。rlocus( )函数既适用于连续系统, 也适用于离散系统。rlocus(num,den)绘制系统根轨迹时, 增益 k 是自动选取的, rlocus(num,den, k)可利用指定的增益 k 来绘制系统的根轨迹。在不带输出变量引用函数时, rolcus( )可在当前图形窗口中绘制出系统的根轨迹图。当带有输出变量引用函数时, 可得到根轨迹的位置列向量 r 及相应的增益 k 列向量, 再利用 plot(r,‘x’)可绘制出根轨迹。2) 利用 MATLAB 获得系统的根轨迹增益 在系统分析中, 常常希望确定根轨迹上某一点处的增益值 k, 这时可利用 MATLAB 中的 rlocfind( )函数, 在使用此函数前要首先得到系统的根轨迹, 然后再执行如下命令[k,poles]=rlocfind(num,den) 或 [k,poles]=rlocfind(num,den,p)其中, num 和 den 分别为系统开环传递函数的分子和分母多项式的系数按降幂排列构成的系数向量; poles 为所求系统的闭环极点; k 为相应的根轨迹增益; p 为系统给定的闭环极点。例 3-1 已知某反馈系统的开环传递函数为试绘制该系统根轨迹, 并利用根轨迹分析系统稳定的 k 值范围。下载后可任意编辑例 3-2 已知某正反馈系统的开环传递函数如例 3-1 所示。试绘制系统根轨迹, 并计算根轨迹上点-2.3j2.02 处的根轨迹增益和此时系统的稳定性。2. 基于 MATLAB 的控制系统频域分析1) 利用 MATLAB 绘制系统的 Bode 图MATLAB 提供的函数 bode( )能够绘制系统 Bode 图, 该函数的调用格式为[mag,phase,w]=bode(num,den)式中, num 和 den 分别为系统开环传递函数的分子和分母多项式的系数按降幂排列构成的系数行向量; w 为频率点构成的向量; mag为系统的...