1、武漢工程大學實驗報告專業 自動化 班號 組別 指導教師 姓名 同組者 實驗名稱 線性系統的頻域分析 實驗日期 2016/4/4 第 5 次實驗一、實驗目的1掌握用MATLAB語句繪制各種頻域曲線。2掌握控制系統的頻域分析方法。二、實驗內容1典型二階系統繪制出，0.3，0.5，0.8，2的bode圖，記錄并分析對系統bode圖的影響。解: 程序如下:num=0 0 36;den1=1 1.2 36;den2=1 3.6 36;den3=1 6 36;den4=1 9.6 36;den5=1 24 36;w=logspace(-2,3,100);bode(num,den1,w)gridholdbo

2、de(num,den2,w)bode(num,den3,w)bode(num,den4,w)bode(num,den5,w)分析：隨著的增大,伯德圖在穿越頻率處的尖峰越明顯,此處用漸近線代替時誤差越大.2系統的開環傳遞函數為繪制系統的Nyquist曲線、Bode圖，說明系統的穩定性，并通過繪制階躍響應曲線驗證。解: 程序如下奈氏曲線:(1) num1=0,0,10;den1=conv(1,0,conv(1,0,conv(5,-1,1,5);w=logspace(-1,1,100);nyquist(num1,den1,w)(2) num2=8,8;den2=conv(1,0,conv(1,0,c

3、onv(1,15,1,6,10);w=logspace(-1,1,100);nyquist(num2,den2)(3) num3=4/3,4;den3=conv(1,0,conv(0.02,1,conv(0.05,1,0.1,1); w=logspace(-1,1,100); nyquist(num3,den3)分析：系統1，2 不穩定，系統3穩定。伯德圖:num1=0,0,10;den1=conv(1,0,conv(1,0,conv(5,-1,1,5);num2=8,8;den2=conv(1,0,conv(1,0,conv(1,15,1,6,10);num3=4/3,4;den3=conv

4、(1,0,conv(0.02,1,conv(0.05,1,0.1,1);bode(num1,den1)gridholdbode(num2,den2)bode(num3,den3)分析：系統1，2 不穩定，系統3穩定。階躍響應曲線 （1）num1=0,0,10;den1=conv(1,0,conv(1,0,conv(5,-1,1,5); step(num1,den1) grid（2） num2=8,8;den2=conv(1,0,conv(1,0,conv(1,15,1,6,10); step(num2,den2) grid（3） num3=4/3,4;den3=conv(1,0,conv(0.

5、02,1,conv(0.05,1,0.1,1); step(num3,den3) grid 3已知系統的開環傳遞函數為。求系統的開環截止頻率、穿越頻率、幅值裕度和相位裕度。應用頻率穩定判據判定系統的穩定性。解：繪出系統伯德圖，程序如下num=0 0 1 1;den=0.1 1 0 0;w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w)gm,pm,wcg,wcp=margin(num,den);gm,pm,wcg,wcp gridgm =0pm =44.4594wcg =0wcp =1.2647分析： 系統截止頻率Wc=1.2647，相角裕度r=44.4594,幅值裕度hg=0，穿越頻率Wg=0因此系統穩定。4. 頻域法分析系統的優點1）無需求解微分方程，圖解（頻率特性圖）法間接揭示系統性能并指明改進性能的方向2）系統的頻率特性又很容易和它的結構、參數聯系起來3）可由微分方程或傳遞函數求得，也易于實驗分析4）可方便設計出能有效抑制噪聲的系統三實驗心得與體會總