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1、实验二、控制系统频率特性实验注意：进入实验室前的要求学习教材108-146和402-405页内容；1. 试验目的1） 学习并掌握Matlab控制系统的简单使用方法2） 掌握控制系统频率特性分析方法3） 掌握系统Bode图和Nyquist图的特征2. 试验仪器系统安装有matlab软件的计算机实验系统1 试验内容用Bode图和Nyquist图对开环传递函数为惯性环节和振荡环节的闭环系统进行稳定性分析。1）开环惯性环节形式为 A=2n+1;n=0,1,2,9(具体数值可由实验老师指定)2）开环振荡环节形式为 A=2n+1;n=0,1,2,9(具体数值可由实验老师指定)3) 某机床数控系统构成如图所
2、示。位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元-电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈已知其开环传递函数为绘制k=1,10,30,50,70,90,100(具体数值可由实验老师指定)的乃氏图和波德图，并分析稳定性和k的关系。2 实验步骤1）开matlab2）建立*.m文件 3）编制程序（主要指令tf、bode、nyquist、margin注释用“%”开头，如: ）5） 行所编制程序6） 行结果记录7） 储所编制程序5. 结果分析和实验报告1) 一阶系统bode图A13579T0.10.30.50.70.9幅值裕量相位裕量程序：num=0 0 4;de
3、n=0 A 10;bode(num,den)当A=3时，即有num=0 0 4;den=0 3 10;bode(num,den)2) 一阶系统nyquist图A13579T0.10.30.50.70.9幅值裕量相位裕量程序：num=0 0 4;den=0 A 10;nyquist(num,den)当A=7时，即有num=0 0 4;den=0 7 10;nyquist(num,den)实验结果分析：从乃是图看出，(-1, J0)被逆时针包围0圈，图像远离该点所以系统稳定。3) 二阶系统bode图A13579n4.47212.58221.69031.4907T0.23360.38730.50.5
4、9160.67081.22980.710.550.46480.4099幅值裕量相位裕量程序：num=0 0 9;den=A 11 20;bode(num,den)当A=1时，即有num=0 0 9;den=1 11 20;bode(num,den)4) 二阶系统nyquist图A13579n4.47212.58221.69031.4907T0.23360.38730.50.59160.67081.22980.710.550.46480.4099幅值裕量相位裕量程序：num=0 0 9;den=A 11 20;nyquist(num,den)当A=3时，即有num=0 0 9;den=3 11
5、20;nyquist(num,den)5) 某机床数控系统开环传递函数波德图K1103070100幅值裕量18.4-1.41-11.2-18.4-21.6相位裕量102.6-48-84-93-94程序：num=0 0 0 A 2A;den=1 1 19 10 1;bode(num,den)当K=1时num=0 0 0 1 2;den=1 1 19 10 1;bode(num,den)当K=10时，即有num=0 0 0 10 20;den=1 1 19 10 1;bode(num,den)当K=70时，即有num=0 0 0 70 140;den=1 1 19 10 1;bode(num,den)6) 某机床数控系统开环传递函数乃氏图程序：num=0 0 0 A 2A;den=1 1 19 10 1;nyquist(num,den)当K=1时，即有num=0 0 0 1 2;den=1 1 19 10 1;nyquist(num,den)当K=10时，即有num=0 0 0 10 20;den=1 1 19 10 1;nyquist(num,den)
