控制系统的频率特性分析.docx
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控制系统的频率特性分析
实验六控制系统的频率特性分析
1.已知系统传递函数为：
，要求：
（1）使用simulink进行仿真，改变正弦输入信号的频率，用示波器观察输出信号，记录不同频率下输出信号与输入信号的幅值比和相位差，即可得到系统的幅相频率特性。
F=10时
输入：
输出：
F=50时
输入：
输出：
（2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线（即bode图）。
提示：
a）函数bode（）用来绘制系统的bode图，调用格式为：
bode（sys）
其中sys为系统开环传递函数模型。
参考程序：
s=tf（‘s’）；%用符号表示法表示s
G=1/（0.2*s+1）；%定义系统开环传递函数
bode（G）%绘制系统开环对数频率特性曲线（bode图）
实验七连续系统串联校正
一．实验目的
1.加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。
2.对给定系统进行串联校正设计，并通过matlab实验检验设计的正确性。
二．实验内容
1．串联超前校正
系统设计要求见课本例题6-3，要求设计合理的超前校正环节，并完成以下内容
用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间
num=10;
1）figure
（1）
2）holdon
3）figure
（1）
4）den1=[110];
5）Gs1=tf（num,den1）;
6）G1=feedback（Gs1,1,-1）;
7）Step（G1）
8）
9）k=10;
10）figure
（2）
11）GO=tf（[10],[1,1,0]）;
12）Gc=tf（[0.456,1],[1,00114]）;
13）G=series（G0,Gc）;
14）G1=feedback（G,1）;
15）step（G1）;grid
2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。
k=1/0.1;
G0=zpk（[],[0-1],k）;
[h0,r,wx,wc]=margin（G0）;
wm=4.4;
L=bode（G0,wm）;
Lwc=20*log10（L）;
a=10^（-0.1*Lwc）;
T=1/（wm*sqrt（a））;
phi=asin（（a-1）/（a+1））;
Gc=（1/a）*tf（[a*T1],[T1]）;
Gc=a*Gc;
G=Gc*G0;
bode（G,'r',G0,'b--'）;grid;
[h,r,wx,wc]=margin（G）
2．串联滞后校正
系统设计要求见课本例题6-4，要求按题目要求设计合理的滞后校正环节，并完成以下内容
1）用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间
2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。
num=30;num=30;
den=conv（[10],conv（[0.11],[0.21]））;den=conv（[10],conv（[0.11],[0.21]））;
Gc=tf（num,den）;G1=tf（num,den）;
G1=feedback（Gc,1）;
Gd=tf（[3.7,1],[41,1]）;Gd=tf（[3.7,1],[41,1]）;
Ge=tf（num,den）;Ge=tf（num,den）;
Gs=series（Gd,Ge）;G2=series（Gd,Ge）;
G2=feedback（Gs,1）;
subplot（2,1,1）;step（G1）;grid;subplot（1,2,1）;bode（G1）;grid;
subplot（2,1,2）;step（G2）;grid;subplot（1,2,2）;bode（G2）;grid;
3．串联超前—滞后校正
系统设计要求见课本例，要求设计合理的超前—滞后校正环节，并完成以下内容
1）用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间
2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。
num=180;num=180;
den=conv（[10],conv（[1/61],[0.51]））;den=conv（[10],conv（[1/61],[0.51]））;
Gc=tf（num,den）;G1=tf（num,den）;
G1=feedback（Gc,1）;
num1=conv（[1.281],[0.51]）;num1=conv（[1.281],[0.51]）;
den1=conv（[641],[0.011]）;den1=conv（[641],[0.011]）;
Gd=tf（num1,den1）;Gd=tf（num1,den1）;
Ge=tf（num,conv（[10],[0.1671]））;Ge=tf（num,conv（[10],[0.1671]））;
Gs=series（Gd,Ge）;G2=series（Gd,Ge）;
G2=feedback（Gs,1）;
subplot（2,1,1）;step（G1）;grid;subplot（1,2,1）;bode（G1）;grid;
subplot（2,1,2）;step（G2）;grid;subplot（1,2,2）;bode（G2）;grid;
三．实验结果
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