用MATLAB进行系统频率特性曲线绘制

自动控制原理 课程验证性实验报告 实验名称 用MATLAB 进行系统频率特性曲线绘制 实验时间 2014 年 12 月10 日 学生姓名 实验地点 070312 同组人员 无 专业班级 新能源1201B 1、实验目的 1）熟练掌握使用MATLAB 命令绘制控制系统奈氏图的方法； 2）熟练掌握使用MATLAB 命令绘制控制系统伯德图的方法； 3）加深理解控制系统奈氏稳定判据的实际应用。 2、实验主要仪器设备和材料： 计算机一台 matlab 软件 2010a 版本 3、实验内容和原理： 原理：（1）幅相频率特性曲线，以角频率为参变量，当从0变化时，频率特性构成的向量在复平面上描绘的曲线称为幅相频率特性曲线。（2）奈氏判据，奈氏判据是利用系统开环频率特性来判断闭环系统稳定性的一个判据，便于研究当系统结构改变时对系统稳定性的影响。 其内容是：反馈控制系统稳定的充分必要条件是当从变到时，开环系统的奈氏判据GH 不穿过10j，点逆时针包围临界点10j，的圈数R 等于开环传递函 数的正 实部 极 点数P 。（1）对于开环稳定的系统，闭环系统稳定的充分必要条件是：开环系统的奈氏曲线GH 不包围10j，点。反之 ，则 闭环系统是不稳定的。 （2）对于开环不稳定的系统，有 p 个开环极 点位 于右 半 s 平面，则 闭环系统稳定的充分必要条件是：当从变到时，开环系统的奈氏判据GH 逆时针包围10j，点p 次 。 内容：1）绘制控制系统奈氏图 格 式 一：nyquist(num,den) 格 式 二 :nyquist(num,den,w)格 式 三 ：[re,im,w]=nyquist(num,den) a.开环开环传递函 数21 021 0G sss，绘制其Nyquist 图。 b.已 知320 .520 .5G s H ssss，绘制Nyquist 图，判定系统的稳定性。 c.已 知 系统开环传递函 数为12(1)(1)k TG ssT s，要求 ：分别 作 出12TT 和12TT 时的 Nyquist 图。 比较两图的区别与特点。如果该系统变成Ⅱ型系统，即1221(1)k T sG ss T s，情况又发生怎么样的变化？ d.若12kG s H ssss，令1 ，分别绘制121 0k， ， 时系统的Nyquist 图并保持，比较分析系统开环增益k 不同时，系统Nyquist 图的差异，并得出结论。令1k，分别绘制1234k， ， ， 时系统的Nyquist 图并保持，比较分析不同时，系统Nyquist 图的差异，并得出结论。 e.二阶系统传递函数为2222nnnG sss，试用 MATLAB 绘制出不同和n 的伯德图。 f.系统的开环传递函数为323 .5232G ssss求系统的幅值裕度和相...