1、实验三线性系统的频域分析一、实验目的1掌握用 MATLAB 语句绘制各种频域曲线。2掌握控制系统的频域分析方法。二、实验内容1.典型二阶系统 2()nGss绘制出 ， ，0.3，0.5，0.8，2 的 bode 图，记录并分析 对系统6n0.1 bode 图的影响。2.系统的开环传递函数为 2()51)(Gss22860)4(/3()0.1).5(.1sss绘制系统的 Nyquist 曲线、Bode 图和 Nichols 图，说明系统的稳定性，并通过绘制阶跃响应曲线验证。3.已知系统的开环传递函数为 。求系统的开环截止频率2()0.1)sG穿越频率、幅值裕度和相位裕度。应用频率稳定判据判定系统
2、的稳定性。三、实验内容及分析1. 系统 1： 中 ， （1） 时2()nGss6n0.1Matlab 文本如下：num=36 0 0;den=1 1.2 36;w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w)Grid得到图像：同理，得到其他值情况下的波特图：=0.3 时=0.5 时=0.8 时=2 时从上面的图像中可以看出：随着 的不断增大，波特图中震荡的部分变得越来越平滑。而且，对幅频特性曲线来说，其上升的斜率越来越慢；对相频特性曲线来说，下降的幅度也在变缓。2. 开环传递函数 1： 210()5)(Gss奈奎斯特图函数及图像如下：num=0 10;den=conv(
3、5,-1,1,5),0,0;z,p,k=tf2zp(num,den); pnyquist(num,den)结果：p =00-5.00000.2000从上面的结果可知：在右半平面根的个数 P=1。系统的 Nyquist 图不包围（-1，j0）点，R=0 不等于 P=1，闭环系统不稳定。波特图函数及图像如下：num=0 10;den=conv(5,-1,1,5),0,0;w=logspace(-2,3,100);bode(num,den,w)grid从图中可以看出：幅值为零（对应频率为 Wc）时，对应的相角裕度=180 度+Wc 时的相位值=1 时，Wd 将不复存在，系统的响应不再出现振荡。2. 利用得到的 nyquist 图和 Boad 图对系统的稳定性进行分析，需要注意的是对Nyqusit 图要补虚线。3. 利用相值和幅值裕度对系统进行判稳。结论是：当幅值条件为零时，相值裕度大于零，则系统稳定；当相值条件为零时，幅值裕度小于零，则系统稳定。
