实验三 系统频率特曲线的绘制及系统分析 (2).doc

自动控制原理实践报告 实验三 系统频率特性曲线的绘制及系统分析熟悉利用计算机绘制系统 伯德图、乃奎斯特曲线的方法，并利用所绘制图形分析系统性能。一、实验目的1熟练掌握使用MATLAB软件绘制Bode图及Nyquist曲线的方法；2进一步加深对Bode图及Nyquist曲线的了解；3利用所绘制Bode图及Nyquist曲线分析系统性能。二、主要实验设备及仪器实验设备：每人一台计算机奔腾系列以上计算机，配置硬盘2G，内存64M。 实验软件：WINDOWS操作系统（WINDOWS XP 或WINDOWS 2000），并安装MATLAB语言编程环境。三、实验内容已知系统开环传递函数分别为如下形式， （1） （2） （3） （4） （5） （6）1绘制其Nyquist曲线和Bode图，记录或拷贝所绘制系统的各种图形；1、程序代码：num=50;den=conv(1 5,1 2); bode(num,den)num=50;den=conv(1 5,1 2);nyquist(num,den)2、程序代码：num=250;den=conv(conv(1 0,1 5),1 15); bode(num,den)num=250;den=conv(conv(1 0,1 5),1 15);nyquist(num,den)3、程序代码：num=1 10;den=conv(1 0,2 1 1); bode(num,den)num=1 10;den=conv(1 0,2 1 1);nyquist(num,den)4、程序代码：num=8;den=conv(conv(1 0,2 1),0.2 1);bode(num,den)num=8;den=conv(conv(1 0,2 1),0.2 1);nyquist(num,den)5、程序代码：num=1 2 1;den=1 0.2 1 1;bode(num,den) num=1 2 1;den=1 0.2 1 1;nyquist(num,den)6、num=2 4;den=conv(conv(1 0,2 1),0.015625 0.05 1);bode(num,den)num=2 4;den=conv(conv(1 0,2 1),0.015625 0.05 1);nyquist(num,den)2利用所绘制出的Nyquist曲线及Bode图对系统的性能进行分析：（1）利用以上任意一种方法绘制的图形判断系统的稳定性；由Nyquist曲线判断系统的稳定性，Z=P-2N。1、 P=0，N=0，则系统稳定。2、 P=0，N=0，则系统稳定。3、 P=0，N=0，则系统稳定。4、 P=0，N=0，则系统稳定。5、 P=0，N=0，则系统稳定。6、 P=0，N=0，则系统稳定。（2）如果系统稳定，则进一步分析系统的相对稳定性：在Bode图上求出系统的增益裕度（用分贝数表示）和相角裕度，及其所对应的相位穿越频率和增益穿越频率。1、增益裕度：70.2相角裕度：58相位穿越频率：401增益穿越频率：6.112、增益裕度：17相角裕度：48相位穿越频率：8.83增益穿越频率：2.843、增益裕度：-29.1相角裕度：-64相位穿越频率：0.728增益穿越频率：1.784、增益裕度：-3.95相角裕度：-6相位穿越频率：1.57增益穿越频率：1.95、增益裕度：8.97相角裕度：45相位穿越频率：1.45增益穿越频率：1.836、增益裕度：9.37相角裕度：52相位穿越频率：7.69增益穿越频率：1.61四、思考题Bode图中横坐标的刻度对于频率而言是否是均匀的？横坐标的刻度对于而言是否是均匀的？说明这样分度的优点。答：Bode图中横坐标的刻度对于频率而言是不均匀的，横坐标的刻度对于而言是均匀的。优点：在研究频率范围很