《自动控制原理》实验课件：实验四校正网络和控制系统的频率特性测试

1、一、实验目的：掌握用虚拟频率响应分析仪测定系统（或环节）频率特性的方法一、实验目的：掌握用虚拟频率响应分析仪测定系统（或环节）频率特性的方法二、内容：二、内容： A. 测试下面三个校正网络的频率特性：测试下面三个校正网络的频率特性： 图4-3 有源相角超前校正网络 图4-4 有源相角滞后超前校正网络 无源相角滞后校正网络 无源相角超前校正网络 无源相角滞后超前校正网络 图4-51）输入信号：正弦波2） 电压：图4-4中Ui1伏，其余Ui2伏。3） 频率：软件中已经将频率值设定为0.1HZ到200HZ，中间的频率值也已确定，无需自己设定。 注意：图注意：图4-5中要将接地点与实验平台的地相连。（

2、黑色插头）中要将接地点与实验平台的地相连。（黑色插头）接线时，O1端接到被测网络的输入端，同时要另外用导线将O1端接到CH2的I2 端子，被测网络的输出端接到CH1的I1端子。 注意：一定要用导线将注意：一定要用导线将O1端接到端接到CH2的的I2 端子（端子（I1端子接被测网络端子接被测网络 的输出，的输出，I2 端子接被测网络的输入），端子接被测网络的输入）， 否则测量出的数据不对。否则测量出的数据不对。B.计算所测三个校正网络的开环传递函数，然后计算所测三个校正网络的开环传递函数，然后编写编写M文件，将其理论文件，将其理论BODE图画出。图画出。 例一例一 用用MATLAB绘制下面系统的

3、绘制下面系统的Bode图图.(书书P262页页)100(2)( )(1)(20)sG Ss ss+=+ 在在MATLAB Command Window下执行下面的下执行下面的M文件：文件： num=100 200;den=1 21 20 0;w=logspace(-1,3);%在对数空间定义频率范围：在对数空间定义频率范围：0.11000bode(num, den, w)grid on;title(系统系统G(s)=100(s+2)/s(s+1)(s+20)的的Bode图图) 将文件保存为以将文件保存为以“EXP*.M”命名的文档，比如上面命名的文档，比如上面的文件保存为的文件保存为EXP10

4、.M，在，在MATLAB界面上输入界面上输入EXP10，则会出现如图一所示的运行结果。，则会出现如图一所示的运行结果。图一三、实验报告要求：三、实验报告要求：1、计算所测三个校正网络的开环传递函数，编写、计算所测三个校正网络的开环传递函数，编写M文件，画出其理论文件，画出其理论BODE图图.2、根据测量数据，在上面的对数坐标纸上画出其、根据测量数据，在上面的对数坐标纸上画出其Bode图（幅频特性曲线，相频图（幅频特性曲线，相频特性曲线）；特性曲线）； 3 、根据开环传递函数，通过计算转折频率及斜率根据开环传递函数，通过计算转折频率及斜率,在同一对数坐标纸上画出其在同一对数坐标纸上画出其对数幅频

5、特性曲线对数幅频特性曲线(渐近线渐近线).4 、对理论与实际、对理论与实际 Bode图进行分析比较。图进行分析比较。四、几点注意事项：四、几点注意事项：1、画幅频特性曲线时，横轴是画幅频特性曲线时，横轴是 ，要记得将，要记得将f 转换为转换为（ =2 f）；）； 竖轴是竖轴是LOGR，即显示的，即显示的20LOGR，无需再将，无需再将LOGRo-LOGRi。2、画相频特性曲线时，、画相频特性曲线时，值也已给出，不需另外换算。值也已给出，不需另外换算。3、数据中如出现跳变点（即某点的数值跟整个变化趋势有比较大的出入），则、数据中如出现跳变点（即某点的数值跟整个变化趋势有比较大的出入），则 在画在画BODE图时将这几个点的值忽略掉。图时将这几个点的值忽略掉。 1、双击桌面上的“华南理工LABVIEW”,点击“频域界面纯数据1024768”，打开测量软件。 2、点击左上方的“RUN”键，输入电压设定为所要求的电压值，然后按下“开始”键。 3、保存图形：拉动滚动条使所有频率值都能在屏幕上显示，按下拷屏键（Print Screen键），打开WORD文档，将表格粘贴上去(ctrl+v)。图4-3 G（s）=-3.06(0.1537s+1)(0.0337s+1)/(1