实验控制系统稳定性分析的MATLAB实现

1、实验 控制系统稳定性分析的 MATLA实现1.2.1.2.3.1、2、四、实验目的熟悉MATLAB的仿真及应用环境在MATLAB的环境下研究控制系统稳定性实验内容和要求学会使用MATLAB中的代数稳定判据判别系统稳定性 学会使用MATLAB中的根轨迹法判别系统稳定性 学会使用MATLAB中的频域法判别系统稳定性 实验主要仪器和材料PC 1台实验软件：MATLAB 7.1实验方法，步骤及结果测试一)用系统特征方程的根判别系统稳定性：设系统特征方程为s5 s4 2s3 2s2 3s 50,计算特征根并判别该系统的稳定性。在 comma nd widow窗口输入下列程序，并记录输出结果。>&g

2、t; P=1 1 2 2 3 5;>> roots( P) ans =0.7207 + 1.1656i0.7207 - 1.1656i-0.6018 + 1.3375i-0.6018 - 1.3375i-1.2378>>二)用根轨迹法判别系统稳定性：对给定的系统的开环传递函数，进行仿真。0.25s 11.某系统的开环传递函数为G(s)=，在comma nd wi ndow 窗口输入程序，记录s(0.5s 1)系统闭环零极点及零极点数据，判断该闭环系统是否稳定。>> clear>> n 1=0.25 1;>> d仁0.5 1 0;>

3、;> s1=tf( n1,d1);>> sys=feedback(s1,1);>> P=sys.de n1; p=roots (P)P =-1.2500 + 0.6614i-1.2500 - 0.6614i>> p zma p( sys)>> p,z=p zma p( sys)P =-1.2500 + 0.6614i-1.2500 - 0.6614i-4>>零、极点图P ole-Zero MapOS0.4-3.5Real -feis 1.5根据图可知：系统稳定2.某系统的开环传递函数为 G(s),在 comma nd win d

4、ow 窗口输入程序,s(s 1)(0.5s 1)K的取值范围。记录系统开环根轨迹图。系统开环增益及极点，确定系统稳定时>> clearn=1;d=c on v(1 1 0,0.5 1);sys=tf(n ,d);rlocus(sys)k,po les=rlocfi nd(sys)Select a point in the grap hics windowselected_point =0 + 1.4037ik =2.9557 poles =-2.9919-0.0040 + 1.4056i-0.0040 - 1.4056i>>根轨迹图Root Locus3210-12-3

5、543-2Real Axis稳定时K的取值范围为 (0, 2.9557 o三)频率法判别系统稳定性：对给定的系统的开环传递函数，进行仿真。1. 已知系统的开环传递函数G(s)=一75(0.2*_1),在comma nd wi ndow 窗口输入程序,s(s216s 100)用bode图法判断稳定性，记录运行结果，并用阶跃响应曲线验证(记录响应曲线)1)绘制开换系统bode图，记录数据。>> num=75*0 0 0.2 1;>> den=con v(1 0,1 16 100);>> sys=tf( nu m,de n);>> Gm, Pm,Wcg

6、,Wcp =margi n(sys)Gm =InfPm =91.6644Wcg =InfWcp =0.7573>> margin( sys)伯德图Bode DiagrernGm = Int da (at Inf rad/secj , Pm = S1 .7 deg (at 757 raqi/sec)20-eo0-2040后0Sep) SEEFrequenc7 (rad/secj2)绘制系统阶跃响应曲线，证明系统的稳定性。>> num=75*0 0 0.2 1;>> den=con v(1 0,1 16 100);>> s=tf( nu m,de n

7、);>> sys=feedback(s,1);>> t=0:0.01:30;>> ste p( sys,t)>>阶跃响应图根据图可知，系统是稳定的。100002.已知系统开环传递函数G(s)=s(s2 5s 100),在command window窗口输入程序，用Nyquist图法判断稳定性记录运行结果，并用阶跃响应曲线验证(记录响应曲线) 1)绘制Nyquist图，判断系统稳定性。>> clear>> num=10000;>> den=1 5 100 0;>> GH=tf( nu m,de n);>> nyquist(GH)>>奈奎斯特图Ms根据Nyquist图可知，系统不稳定。2)用阶跃响应曲线验证系统的稳定性>> num=10000;>> den=1 5 100 0;>> s=tf( nu m,de n);>> sys=feedback(s,1);>