实验三系统频率特性曲线的绘制及系统分析DOCWord格式文档下载.docx
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3.利用所绘制Bode图及Nyquist曲线分析系统性能。
二、主要实验设备及仪器
实验设备:
每人一台计算机奔腾系列以上计算机,配置硬盘≥2G,内存≥64M。
实验软件:
WINDOWS操作系统(WINDOWSXP或WINDOWS2000),并安装MATLAB语言编程环境。
三、实验内容
已知系统开环传递函数分别为如下形式,
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
1.绘制其Nyquist曲线和Bode图,记录或拷贝所绘制系统的各种图形;
1、
程序代码:
num=[50];
den=conv([15],[12]);
bode(num,den)
nyquist(num,den)
2、
num=[250];
den=conv(conv([10],[15]),[115]);
3、
num=[110];
den=conv([10],[211]);
4、
num=[8];
den=conv(conv([10],[21]),[0.21]);
bode(num,den)
5、
num=[121];
den=[10.211];
num=[121];
6、
num=[24];
den=conv(conv([10],[21]),[0.0156250.051]);
2.利用所绘制出的Nyquist曲线及Bode图对系统的性能进行分析:
(1)利用以上任意一种方法绘制的图形判断系统的稳定性;
由Nyquist曲线判断系统的稳定性,Z=P-2N。
1、P=0,N=0,则系统稳定。
2、P=0,N=0,则系统稳定。
3、P=0,N=0,则系统稳定。
4、P=0,N=0,则系统稳定。
5、P=0,N=0,则系统稳定。
6、P=0,N=0,则系统稳定。
(2)如果系统稳定,则进一步分析系统的相对稳定性:
在Bode图上求出系统的增益裕度
(用分贝数表示)和相角裕度
,及其所对应的相位穿越频率和增益穿越频率。
增益裕度
:
70.2
相角裕度
58
相位穿越频率:
401
增益穿越频率:
6.11
17
48
8.83
2.84
-29.1
-64
0.728
1.78
-3.95
-6
1.57
1.9
8.97
45
1.45
1.83
9.37
52
7.69
1.61
四、思考题
Bode图中横坐标的刻度对于频率
而言是否是均匀的?
横坐标的刻度对于
说明这样分度的优点。
答:
而言是不均匀的,横坐标的刻度对于
而言是均匀的。
优点:
在研究频率范围很宽的频率特性时,缩小了比例尺,在一张图上,既画出了频率的中、高频频段,又能清楚的画出低频段。
它可以把幅频特性的乘除运算转换为加减运算,可以大大简化绘制系统频率的工作。
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