实验五 基于Matlab 下的控制系统的abcc词稳定性及时、频域分析
实验项目名称:基于Matlab 下的控制系统的时、频域分析
实验项目性质:综合型实验
所属课程名称:自动控制原理
实验计划学时:2 学时
一、实验目的与要求
1、了解控制系统的时、频域系统的物理意义
1、 熟悉Matlab软件在时间响应分析、频率特性分析中的应用
2、 用Matlab编写计算控制系统的时间响应曲线、bode图、Nyquist图并利用图形分析系统的稳定性、快速性及其系统的精度等。
二、实验设备
同上实验
三、实验内容与要求
1、典型二阶系统
要求:
1)在Matlab环境下,编程绘制出当Wn=6,时,二阶系统的单位阶跃响应曲线并分析的变化对控制系统输出的影响;
2)在Matlab环境下,编程绘制出,Wn=2、4、6、8、10、12时,系统的输出曲线并说明Wn的变化对系统输出有何影响
2、绘制典型二阶系统地Bode图
要求:
在Matlab环境下,以为参变量,编程绘制该系统的对数频率特性曲线(Bode图),并从Bode图中找出二阶系统由于的变化对其Bode图有何影响?图形有哪些变化?图形与的对应关系(在图中对应的标注出来)
3、某控制系统的开环传递函数为
要求:
在Matlab环境下,编程绘制该系统的开环Bode图,并通过Bode 图判断该闭环系统的稳定性。若闭环系统稳定,则从图中求出系统的幅值裕度Kg、相位裕度
4.
某控制系统的开环传递函数为:
要求:
1)绘制开环系统的nyquist图,并判断闭环系统的稳定性;求出系统的单位冲激响应;
2) 若给系统增加一个s=1的开环极点(p=2), 绘制此时的nyquist图,判别此时闭环系统的稳定性;并求出系统的单位冲激响应;
大理特色菜3)若给系统增加一个开环极点p=2的同时再增加一个开环零点z=0, 绘制此时的
nyquist图, 判别此时闭环系统的稳定性;并求出系统的单位冲激响应。
四、实验方法、步骤及结果测试
利用Matlab编程进行计算机仿真;得出仿真曲线。
1.编程绘制出当Wn=6,时绘制出输出曲线
matlab程序:
鳕鱼怎么做好吃
%exampie(a)反相放大器
wn=6;
男生小名zete=[0.1:0.1:0.4,1,2];
figure(1)
hold on
forqq风尚 zet=zete
num=wn^2;
den=[1,2*zet*wn,wn^2]
step(num,den)
end
title('step respon')
hold off
当Wn=6,吉利草时绘制出输出曲线图
可以由图看出当0<<1时,随着增大,输出曲线的峰值减小。时,系统输出曲线的对应的超调量分别为72.9%、52.7%、37.1%、25.4%,可见系统输出曲线的超调量逐渐减少。当>1时, =1、2时,系统输出曲线不存在超调量。此时系统类似一阶系统输出。
2.编程绘制出,Wn=2、4、6、8、10、12时,系统的输出曲线
matlab程序:
%example(b)
w=[2:2:12];
zete=0.7;
figure(1)
hold on
for wn=w东芝硬盘
num=wn^2;
den=[1,2*zete*wn,wn^2];
step(num,den)
end
title('step respon')
绘制出的输出曲线如下图所示:
由上图可以看出当,Wn=2、4、6、8、10、12时系统输出曲线的超调量一致,都为4.6%,系统的调整时间改变了,Wn=2、4、6、8、10、12分别对应的调整时间为2.99、1.49、0.997、0.747、0.598、0.498s,因此得出结论是Wn影响系统的调整时间。影响系统的输出快速性。
在Matlab环境下,以为参变量,编程绘制该系统的对数频率特性曲线(Bode图),并从Bode图中找出二阶系统由于的变化对其Bode图有何影响?图形有哪些变化?图形与的对应关系(在图中对应的标注出来)