控制系统的波特图 pdf

实验4 控制系统的波得图 一.实验目的

1.利用计算机作出开环系统的波得图； 2. 观察记录控制系统的开环频域性能； 3.控制系统的开环频率特性分析。 二.实验步骤

1.在Windows界面上用鼠标双击matlab图标，即可打开MATLAB命令平台。

2. 练习相关M函数 波德图绘图函数： bode(sys)

bode(sys,{wmin,wmax}) bode(sys,w) [m,p,w]=bode(sys)

函数功能：对数频率特性作图函数，即波得图作图。

格式1：给定开环系统的数学模型对象sys作波得图，频率向量w自动给出。

格式2：给定变量w的绘图区间为{wmin,wmax}。

格式3：频率向量w由人工给出。w的单位为[弧度]/秒，可以由命令logspace

得到对数等分的w值。 格式3：返回变量格式，不作图。

m为频率特性G(jω)的幅值向量， m=︱G(jω) ︱。

p为频率特性G(jω)的幅角向量， p=arg[ G(jω)]，单位为角度（°）。 w为频率向量，单位为[弧度]/秒。

更详细的命令说明，可键入“help bode”在线帮助查阅。 例如，系统开环传递函数为

作图程序为 num=[10]; den=[1 2 10]; bode(num,den);

绘制波得图如图11所示。 或者给定人工变量 w=logspace(-1,1,32);

bode(num,den,w); 对数分度函数： logspace(d1,d2) logspace(d1,d2,n)

函数功能：产生对数分度向量。

格式1：从到10d1到10d2之间作对数等分分度，产生50个元素的对数等间隔向量。

格式2：从10d1到10d2之间作对数等分分度，给定等分数n。

半对数绘图函数： semilogx(…)

函数功能：半对数绘图命令。

使用格式：横坐标为对数等分分度，其它与plot()命令的使用格式相同。

例如，已知传递函数为

作对数幅频特性。程序为

w=logspace(-1,1,32); % w范围和点数n mag=10./((i*w).^2+2.*(i*w)+10); % 计算模值 L=20*log(abs(mag)); % 模取对数 semilogx(w,L); % 半对数作图 grid % 画网格线

幅频特性作图如图12所示。

稳定裕度函数： margin(sys)

[Gm,Pm,wg,wp]= margin(sys) [Gm,Pm,wg,wp]= margin(m,p,w)

函数功能：计算系统的稳定裕度，相位裕度Gm和幅值裕度Pm。 格式1：给定开环系统的模型对象sys作波得图，并在图上标注幅值裕度Gm和

对应的频率wg，相位裕度Pm和对应的频率wp。 幅值裕度Gm定义为

时，20*log10(Gm)所对应的dB值。 相位裕度Pm定义为

时的相位角，单位为角度（°）。

格式2：返回变量格式，不作图。返回幅值裕度Gm和对应的频率wg，相位裕度

Pm和对应的频率wp。

格式3：给定频率特性的参数向量，幅值m，相位p和频率w，由插值法计算幅值裕度

Gm和对应的频率wg，相位裕度Pm和对应的频率wp。

三.实验内容

要求：

（1） 作波得图，在曲线上标出：

幅频特性－－初始段斜率.高频段斜率.开环截止频率.中频段穿越斜率。

相频特性－－低频段渐近相位角.高频段渐近相位角.-180°线的穿越频率。

（2） 由稳定裕度命令计算系统的稳定裕度和gLcγ，并确定系统的稳定性。

（3） 在图上作近似折线特性相比较。

令K=1作波得图，应用频域稳定判据确定系统的稳定性，并确定使系统获得最大相位裕度γc max,的增益K值。 4.已知系统结构图如图13所示。（选做）

分别令

（1） Gc(s) =1；

作波得图并将曲线保持（hold on），分别计算两个系统的稳定裕度值作性能比较，并作时域仿真验证。 四.实验报告要求

1.记录给定系统与显示的波得图。 2. 完成上述各题要求。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3a5f.html