控制系统的频率特性分析

实验六控制系统的频率特性分析1.已知系统传递函数为：12.01)(ssG，要求：（1）使用simulink进行仿真，改变正弦输入信号的频率，用示波器观察输出信号，记录不同频率下输出信号与输入信号的幅值比和相位差，即可得到系统的幅相频率特性。F=10时输入：输出：F=50时输入：输出：（2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线（即bode图）。提示：a）函数bode（）用来绘制系统的bode图，调用格式为：bode（sys）其中sys为系统开环传递函数模型。参考程序：s=tf(‘s’)；%用符号表示法表示sG=1/(0.2*s+1)；%定义系统开环传递函数bode(G)%绘制系统开环对数频率特性曲线（bode图）实验七连续系统串联校正一．实验目的1.加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。2.对给定系统进行串联校正设计，并通过matlab实验检验设计的正确性。二．实验内容1．串联超前校正系统设计要求见课本例题6-3，要求设计合理的超前校正环节，并完成以下内容用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间num=10;1）figure(1)2）holdon3）figure(1)4）den1=[110];5）Gs1=tf(num,den1);6）G1=feedback(Gs1,1,-1);7）Step(G1)8）9）k=10;10）figure(2)11）GO=tf([10],[1,1,0]);12）Gc=tf([0.456,1],[1,00114]);13）G=series(G0,Gc);14）G1=feedback(G,1);15）step(G1);grid2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。k=1/0.1;G0=zpk([],[0-1],k);[h0,r,wx,wc]=margin(G0);wm=4.4;L=bode(G0,wm);Lwc=20*log10(L);a=10^(-0.1*Lwc);T=1/(wm*sqrt(a));phi=asin((a-1)/(a+1));Gc=(1/a)*tf([a*T1],[T1]);Gc=a*Gc;G=Gc*G0;bode(G,'r',G0,'b--');grid;[h,r,wx,wc]=margin(G)2．串联滞后校正系统设计要求见课本例题6-4，要求按题目要求设计合理的滞后校正环节，并完成以下内容1）用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。num=30;num=30;den=conv([10],conv([0.11],[0.21]));den=conv([10],conv([0.11],[0.21]));Gc=tf(num,den);G1=tf(num,den);G1=feedback(Gc,1);Gd=tf([3.7,1],[41,1]);Gd=tf([3.7,1],[41,1]);Ge=tf(num,den);Ge=tf(num,den);Gs=series(Gd,Ge);G2=series(Gd,Ge);G2=feedback(Gs,1);subplot(2,1,1);step(G1);grid;subplot(1,2,1);bode(G1);grid;subplot(2,1,2);step(G2);grid;subplot(1,2,2);bode(G2);grid;3．串联超前—滞后校正系统设计要求见课本例，要求设计合理的超前—滞后校正环节，并完成以下内容1）用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。num=180;num=180;den=conv([10],conv([1/61],[0.51]));den=conv([10],conv([1/61],[0.51]));Gc=tf(num,den);G1=tf(num,den);G1=feedback(Gc,1);num1=conv([1.281],[0.51]);num1=conv([1.281],[0.51]);den1=conv([641],[0.011]);den1=conv([641],[0.011]);Gd=tf(num1,den1);Gd=tf(num1,den1);Ge=tf(num,conv([10],[0.1671]));Ge=tf(num,conv([10],[0.1671]));Gs=series(Gd,Ge);G2=series(Gd,Ge);G2=feedback(Gs,1);subplot(2,1,1);step(G1);grid;subplot(1,2,1);bode(G1);grid;subplot(2,1,2);step(G2);grid;subplot(1,2,2);bode(G2);grid;三．实验结果