《实验五基于Matlab下的控制系统的稳定性及时、频域分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验五基于Matlab下的控制系统的稳定性及时、频域分析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验五基于 Matlab 下的控制系统的稳定性及时、频域分析一、实验目的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、实验仪器计算机一台三、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 ，2.1 ,4 .0,.3.0,2. 0, 1.0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7 .0，Wn
2、=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：2222)(nnn sss
3、G)60)(10)(6.0()5(90)()(ssssssHsG)3)(6(42)()(sssHsG2222)(nnn sssG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；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、实验结果和分析1、典型二阶系统1）当 Wn=6 ，2.1 , 4.0,.3.0 ,
4、2 .0, 1.0时由上图可知，当Wn=6，2.1 ,4.0,.3.0,2.0, 1. 0时，随着的增大，系统响应曲线的超调量逐渐减少，系统的调整时间也逐渐减少。即阻力比越大，系统震荡越小，平稳性越高。2）当7 .0，Wn=2、4、6、8、10、12 时由上图可知，当7.0，Wn=2、4、6、8、 10、12 时， ，随着 Wn的增大，系统输出曲线的调整时间逐渐变小，也就是说系统的快速性越好。因为在不变的前提下，调节时间和固有频率成反比，因此固有频率Wn越大，调节时间就越短。2、绘制典型二阶系统的Bode 图2222)(nnn sssG当 2/2 时， A(w)是单调衰减的，没有峰值；当 =2/2 时， Wm=0 ，Am=1 当 0 2/2 时， 0WmWn，Am 1；当 =0 时， Wm=Wn ，Am ；即阻尼比越小，峰值越大，这也意味着平稳性越差，超调量越大。3、某控制系统的开环传递函数)60)(10)(6.0()5(90)()(ssssssHsG4、某系统的开环传递函数1）)3)(6(42)()(sssHsG2）
