实验七 控制系统频域分析方法 1.实验目的
(1)熟练掌握Nyquist图和Bode图的绘制。
(2)熟练掌握利用Nyquist图和Bode图分析系统的性能。
2.实验仪器
(1)Matlab6.5应用软件安装版 一套 (3)PC机 一台 3. 实验原理
依据MATLAB的建模指令,利用MATLAB对系统仿真,分析系统的频率特性。
4. 实验步骤
(1)建立系统的MATLAB模型,绘制系统Nyquist图和Bode图,分析系统稳定性 (2)求系统的幅值穿越频率和相位穿越频率,分析系统的稳定性。
(3)依据系统框图建立系统模型,利用LTI Viewer分析系统的稳定性。
(4)绘制离散系统开环传递函数的Nyquist图和Bode图,绘制系统单位阶跃响应图。
5. 实验报告内容
1、绘制下列各单位反馈系统开环传递函数的Bode图和Nyquist图,并根据其稳定裕度判断系统的稳定性。
(1)Gk(s)?10
(1?s)(1?2s)(1?3s)10
s(1?s)(1?10s)(2)Gk(s)?(3)Gk(s)?10 2s(1?0.1s)(1?0.2s)10
s2(1?0.1s)(1?10s)(4)Gk(s)?2、设单位反馈系统的开环传递函数为Gk(s)?Ks(ss?2??1)wnwn2,其中无阻尼固有频率
Wn=90rad/s,阻尼比?=0.2,试确定是系统稳定的K的范围。 (1)利用MATLAB模型链接函数求出系统闭环传递函数。
(2)利用step函数求单位阶跃响应
(3)利用gensig函数产生方波信号,利用lsim函数求方波响应。
?3、已知系统传递函数G(s)(1)绘制系统阶跃响应曲线
1:
s2?0.2s?1.01
(2)绘出离散化系统阶跃响应曲线,采样周期Ts=0.3s。
?4、一个离散时间系统模型传递函数为H(z)采样周期为0.05s,求重新采样后的系统模型。
z-0.7,采样周期为0.1s,对其重新采样,
z?0.5