线性定常系统的频率特性

线性定常系统的频率特性第1页，课件共14页，创作于2023年2月一、实验目的 1、学习了解Matlab语言的实验环境。 2、练习Matlab命令的基本操作。 3、练习m文件的基本操作。 4、明确频率特性的概念及其物理意义。 5、掌握频率特性的测试方法及原理; 6、掌握频率特性的表示方法第2页，课件共14页，创作于2023年2月对于稳定的线性系统，测量其频率特性就是对被测系统输入某一频率的正弦信号，然后测量其稳态输出与输入的幅值比和相位差，每改变一次频率就得到一组幅值比和相位差。频率特性测试原理图如图所示。输入线性系统输出示波器(频率分析仪)图频率特性测试原理图设系统传递函数为G(s)，则二、实验原理第3页，课件共14页，创作于2023年2月相位差：图在示波器上测试相位差的示意图测量幅频特性时，为了读取方便，输入输出均取峰值。第4页，课件共14页，创作于2023年2月三、实验仪器设备 1、计算机。 2、Matlab仿真软件。第5页，课件共14页，创作于2023年2月四、实验内容

1、学习了解Matlab语言环境双击桌面上的Matlab图标(或使用其他打开程序的方式)，进入Matlab工作界面窗口。在默认的情况下，这个界面上有指令窗口(CommandWindows)、历史指令窗口(CommandHistory)、工作空间窗口(Workspace)等。Matlab工作界面窗口第6页，课件共14页，创作于2023年2月在“commandWindow”命令窗口中命令提示符位置键入如下命令： help显示Matlab的功能目录 helpcontrol阅读控制系统工具箱命令清单。 helpstep阅读命令step的帮助文件内容。第7页，课件共14页，创作于2023年2月2、练习Matlab命令的基本操作键入常数矩阵输入命令a=[123]与a=[1;2;3]观察显示结果，比较结果有何不同。b=[125]与b=[125];观察显示结果，比较显示结果有何不同。aa’bb’观察显示结果，比较变量加“’”后的区别。A=[123;231;321]B=[234;345;456]A+BA*B观察显示结果。观察历史指令窗口(CommandHistory)和工作空间窗口(Workspace)。第8页，课件共14页，创作于2023年2月已知闭环传递函数

绘制单位阶跃响应。在命令窗口中命令提示符位置依次键入如下命令：num=[1]den=[111]phi=tf(num,den)step(phi)观察显示结果。第9页，课件共14页，创作于2023年2月已知惯性环节的传递函数试绘制其Bode图。键入如下命令：bode([2],[11])grid观察显示结果。第10页，课件共14页，创作于2023年2月3、练习m文件的基本操作选择菜单项中的[File]→[New]→[M-file]，即可打开程序编辑窗口。键入如下程序：w=0.1;gs=tf([2],[11]);t=0:0.1:30/w;u1=sin(w*t);y1=lsim(gs,u1,t);plot(w*t,u1,'k',w*t,y1,'r')grid%输入信号频率(w=0.1,0.3,1,3,10)%传递函数%时间区间%正弦输入信号%给定输入和时间，输出的时域仿真%绘图，黑线-输入，红线-输出%加网格线程序运行可以选择菜单项中的[Debug]→[Run]来执行程序，若第1次运行时程序未保存，会提示保存，以后每次运行时会自动保存程序。若程序不是保存在当前路径下，运行时会提示，选择确定即可。第11页，课件共14页，创作于2023年2月运行程序后绘制出输入输出信号曲线图。选择菜单项中的[Edit]→[AxesProperties]可以编辑坐标轴的特性，以便更容易读取图形数据。若将XLimits设为26.5to27，可读得相位差约为0.1。若将YLimits设为1.95to2，可读得输出幅值约为1.99。第12页，课件共14页，创作于2023年2月依次改变输入信号频率，读取对应输出信号的幅值比和相位差，填写下表。ω0.10.31310A(ω)L(ω)(dB)φ(ω)(rad)φ(ω)(°)参数表实验数据记录参考格式表第13页，课件共14页，创作于2023年2月五、实验报告要求１、按频率特性测试要求记录实验数据，