实验四用MATLAB实现线性系统的频域分析(已完成

1、实验四 用 MATLAB 实现线性系统的频域分析 实验目的 1.掌握MATLAB平台下绘制典型环节及系统开环传递函数的Bode图和Nyquist图(极坐标图)绘制方法；2掌握利用 Bode 图和 Nyquist 图对系统性能进行分析的理论和方法。实验原理一、绘制Bode图和Nyquis图1. Bode图绘希y采用bode()函数，调用格式： bode(sys) bode(num,den)系统自动地选择一个合适的频率范围。 bode(sys w)；其中w(即3是需要人工给出频率范围，一般由语句w=logspace(a,b,n给出。logspace(a,b,n)表示在10a到10b之间的n个点，得

2、到对数等分的w值。 bode(sys,wmin,wmax;其中wmin,wmax是在命令中直接给定的频率 w的区间。 以上这两种格式可直接画出规范化的图形。 mag, phasea=bode(sys或m ,p =bode(sys)这种格式只计算Bode图的幅值向量和相位向量，不画出图形。m为频率特性G(j 3的幅值向量；P为频率特性G(j 3的幅角向量，单位为角度(。 w 为频率向量，单位为 弧度/秒。在此基础上再画图，可用：subplot(211);semilogx(w,20*log10(m) %对数幅频曲线 subplot(212);semilogx(w,p) %对数相 频曲线 bode(

3、sys1,sys2sysN); bode(sys1,sys2-sysN w);这两种格式可在一个图形窗口同时绘多个系统的bode 图。2. Nyquist曲线的绘制采用nyquist()函数调用格式： nyquist(sys); nyquist(sys,w);其中频率范围w由语句w=w1:A w:w2确定。 nyquist(sys1,sys2,sysN) nyquist(sys1,sys2,sysN,w) re,im,w=nyq uist(sys);re频率响应实部im 频率响应虚部使用命令axis()改变坐标显示范围，例如axis(-1,1.5,-2,2)。当传递函数串有积分环节时沪0处会出

4、现幅频特性为无穷大的情况，可用命令axis()，自定义图形显示范围，避开无穷大点。实验内容1.作各典型环节的 Bode图和Nyquist图。1G(s)P程序:n=1;d=1 1;sys=tf( n,d);sub plot(211);bode(sys);sub plot(212); nyquist(sys)运行结果：Bode DiagramLbac su dlngaMlysucesahp100101105Freque ncy (rad/sec)Nyquist Diagram2crxA Vranl9a E-0.20.20.40.60.8Real Axis1G(s)= s程序: n=1;d=1 ;s

5、ys=tf( n,d);sub plot(211);bode(sys);sub plot(212); nyquist(sys)运行结果：Bode Diagrammul. eaun 9aM )apaur-e s aftr110Freque ncy (rad/sec)osxA wanuya E-=4knInInIn-Nyquist Diagram-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.2Real AxisoG(s) =-s + 11程序:n=1;d=-1 1;sys=tf( n,d);sub plot(211);bode(sys);sub plot(212); nyquist(sys)运

6、行结果：B e e d g M)aur esa.h-4090Bode Diagram-204510-110110010Freque ncy (rad/sec)0-2 102crxA ya nrs-10.50-0.5Nyquist Diagram1-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8Real Axis2.自确定多环节开环传递函数，作 Bode图和Nyquist图;G(s) = 3 A；：s +5s +10s+16程序:n=1 6 16;d=1 5 10 16;sys=tf( n, d);sub plot(211);bode(sys);sub plot(212); nyquist(sys) 运行结果：Bode DiagramLbdT A3ULIhnga MMQCdTesR-210110010VJ-Freque ncy (rad/sec)SIXA vra9a E_Nyquist Diagram-0.500.51Rea