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自动控制原理实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作，加深对自动控制原理的理解，掌握PID控制器的调节方法，并验证PID控制器的性能。
二、实验原理。
PID控制器是一种常见的控制器，它由比例环节（P）、积分环节（I）和微分环节（D）三部分组成。
比例环节的作用是根据偏差的大小来调节控制量的大小；积分环节的作用是根据偏差的累积值来调节控制量的大小；微分环节的作用是根据偏差的变化率来调节控制量的大小。
PID控制器通过这三个环节的协同作用，可以实现对被控对象的精确控制。
三、实验装置。
本次实验所使用的实验装置包括PID控制器、被控对象、传感器、执行机构等。
四、实验步骤。
1. 将PID控制器与被控对象连接好，并接通电源。
2. 调节PID控制器的参数，使其逐渐接近理想状态。
3. 对被控对象施加不同的输入信号，观察PID控制器对输出信号的调节情况。
4. 根据实验结果，对PID控制器的参数进行调整，以达到最佳控制效果。
五、实验结果与分析。
经过实验，我们发现当PID控制器的比例系数较大时，控制效果会更为迅速，但会引起超调；当积分系数较大时，可以有效消除稳态误差，但会引起响应速度变慢；当微分系数较大时，可以有效抑制超调，但会引起控制系统的抖动。
因此，在实际应用中，需要根据被控对象的特性和控制要求，合理调节PID控制器的参数。
六、实验总结。
通过本次实验，我们深刻理解了PID控制器的工作原理和调节方法，加深了对自动控制原理的认识。
同时，我们也意识到在实际应用中，需要根据具体情况对PID控制器的参数进行调整，以实现最佳的控制效果。
七、实验心得。
本次实验不仅让我们在理论知识的基础上得到了实践锻炼，更重要的是让我们意识到掌握自动控制原理是非常重要的。
只有通过实际操作，我们才能更好地理解和掌握知识，提高自己的实际动手能力和解决问题的能力。
八、参考文献。
[1] 《自动控制原理》，XXX，XXX出版社，2010年。
[2] 《PID控制器调节方法》，XXX，XXX期刊，2008年。
自动控制原理实验专业班级姓名学号实验时间：2010.10—2010.11一、实验目的和要求：通过自动控制原理实验牢固地掌握《自动控制原理》课的基本分析方法和实验测试手段。
能应用运算放大器建立各种控制系统的数学模型，掌握系统校正的常用方法，掌握系统性能指标同系统结构和参数之间的基本关系。
通过大量实验，提高动手、动脑、理论结合实际的能力，提高从事数据采集与调试的能力，为构建系统打下坚实的基础。
二、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明自动控制实验系统一套计算机（已安装虚拟测量软件---LABACT）一台椎体连接线 18根典型环节实验（一）、实验目的：1、了解相似性原理的基本概念。
2、掌握用运算放大器构成各种常用的典型环节的方法。
3、掌握各类典型环节的输入和输出时域关系及相应传递函数的表达形式，熟悉各典型环节的参数（K、T）。
4、学会时域法测量典型环节参数的方法。
（二）、实验内容：1、用运算放大器构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节和比例积分微分环节。
2、在阶跃输入信号作用下，记录各环节的输出波形，写出输入输出之间的时域数学关系。
3、在运算放大器上实现各环节的参数变化。
（三）、实验要求：1、仔细阅读自动控制实验装置布局图和计算机虚拟测量软件的使用说明书。
2、做好预习，根据实验内容中的原理图及相应参数，写出其传递函数的表达式，并计算各典型环节的时域输出响应和相应参数（K、T）。
3、分别画出各典型环节的理论波形。
5、输入阶跃信号，测量各典型环节的输入和输出波形及相关参数。
（四）、实验原理实验原理及实验设计：1．比例环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时域输出响应：2．惯性环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：3．积分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：时常数：时域输出响应：4．比例积分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：5．比例微分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：6．比例积分微分环节： Ui-Uo的时域响应理论波形：传递函数：比例系数：时常数：时域输出响应：(五)、实验方法与步骤2、测量输入和输出波形图。
自动控制原理实验报告作者姓名学科专业机械工程及自动化班级学号X X年10月27日实验一一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试一、实验目的1、了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。
2、学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。
3、学习阶跃响应的测试方法。
二、实验内容1、建立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间TS。
2、建立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其超调量σ%及过渡过程时间TS。
三、实验原理1、一阶系统阶跃响应性能指标的测试系统的传递函数为:()s()1C s KR s Ts φ=+（）=模拟运算电路如下图:其中21R K R =,2T R C =;在实验中，始终保持21,R R =即1K =，通过调节2R 和C 的不同取值，使得T 的值分别为0.25,0.5,1。
记录实验数据，测量过度过程的性能指标，其中按照经验公式取3s t T=2、二阶系统阶跃响应性能指标的测试系统传递函数为：令ωn=1弧度/秒，则系统结构如下图：二阶系统的模拟电路图如下：在实验过程中，取22321,1R C R C ==，则442312R R C R ζ==，即4212R C ζ=；在实验当中取123121,1R R R M C C F μ===Ω==，通过调整4R 取不同的值，使得ζ分别为0.25,0.5,1；记录所测得的实验数据以及其性能指标，其中经验公式为3.5%100%,s net σζω=⨯=.四、试验设备：1、HHMN-1型电子模拟机一台。
2、PC机一台。
3、数字万用表一块。
4、导线若干。
五、实验步骤：1、熟悉电子模拟机的使用，将各运算放大器接成比例器，通电调零。
2、断开电源，按照实验说明书上的条件和要求，计算电阻和电容的取值，按照模拟线路图搭接线路，不用的运算放大器接成比例器。
3、将D/A输出端与系统输入端Ui连接，将A/D1与系统输出端UO连接(此处连接必须谨慎，不可接错)。
一、实验目的1. 理解自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 掌握典型环节的数学模型及其传递函数。
3. 熟悉控制系统时域性能指标的测量方法。
4. 通过实验验证理论知识，提高实际操作能力。
二、实验原理自动控制原理是研究如何利用自动控制装置对生产过程进行自动控制的一门学科。
本实验通过模拟典型环节的电路和数学模型，研究系统的动态特性和稳态特性。
三、实验内容1. 比例环节（P）的模拟实验。
2. 积分环节（I）的模拟实验。
3. 比例积分环节（PI）的模拟实验。
4. 比例微分环节（PD）的模拟实验。
5. 比例积分微分环节（PID）的模拟实验。
四、实验步骤1. 按照实验指导书的要求，搭建实验电路。
2. 调整实验参数，记录系统响应曲线。
3. 分析系统响应曲线，计算系统性能指标。
4. 根据实验结果，验证理论知识。
五、实验数据记录1. 比例环节（P）实验数据记录：- 系统阶跃响应曲线- 调节时间- 超调量- 稳态误差2. 积分环节（I）实验数据记录：- 系统阶跃响应曲线- 稳态误差3. 比例积分环节（PI）实验数据记录：- 系统阶跃响应曲线- 调节时间- 超调量- 稳态误差4. 比例微分环节（PD）实验数据记录：- 系统阶跃响应曲线- 调节时间- 超调量- 稳态误差5. 比例积分微分环节（PID）实验数据记录： - 系统阶跃响应曲线- 调节时间- 超调量- 稳态误差六、实验结果与分析1. 比例环节（P）实验结果：- 系统响应速度快，但稳态误差较大。
- 调节时间短，超调量较小。
2. 积分环节（I）实验结果：- 系统稳态误差为零，但响应速度较慢。
3. 比例积分环节（PI）实验结果：- 系统稳态误差较小，调节时间适中，超调量适中。
4. 比例微分环节（PD）实验结果：- 系统响应速度快，稳态误差较小，超调量适中。
5. 比例积分微分环节（PID）实验结果：- 系统响应速度快，稳态误差较小，超调量适中。
七、实验结论1. 通过实验，验证了典型环节的数学模型及其传递函数。
一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 掌握典型环节的数学模型及其在控制系统中的应用。
3. 熟悉控制系统的时间响应和频率响应分析方法。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理自动控制原理是研究控制系统动态性能和稳定性的一门学科。
本实验主要涉及以下几个方面：1. 典型环节：比例环节、积分环节、微分环节、惯性环节等。
2. 控制系统：开环控制系统和闭环控制系统。
3. 时间响应：阶跃响应、斜坡响应、正弦响应等。
4. 频率响应：幅频特性、相频特性等。
三、实验内容1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节- 积分环节- 比例积分环节- 比例微分环节- 比例积分微分环节2. 典型环节的频率响应- 幅频特性- 相频特性3. 二阶系统的阶跃响应- 上升时间- 调节时间- 超调量- 峰值时间4. 线性系统的稳态误差分析- 偶然误差- 稳态误差四、实验步骤1. 典型环节的阶跃响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用示波器观察并记录各个环节的阶跃响应曲线。
- 分析并比较各个环节的阶跃响应曲线，得出结论。
2. 典型环节的频率响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用频率响应分析仪测量各个环节的幅频特性和相频特性。
- 分析并比较各个环节的频率响应特性，得出结论。
3. 二阶系统的阶跃响应- 搭建二阶系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录二阶系统的阶跃响应曲线。
- 计算并分析二阶系统的上升时间、调节时间、超调量、峰值时间等性能指标。
4. 线性系统的稳态误差分析- 搭建线性系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录系统的稳态响应曲线。
- 计算并分析系统的稳态误差。
五、实验数据记录与分析1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节：K=1，阶跃响应曲线如图1所示。
- 积分环节：K=1，阶跃响应曲线如图2所示。
实验一典型环节的模拟研究及阶跃响应分析1、比例环节可知比例环节的传递函数为一个常数：当Kp 分别为，1，2时，输入幅值为的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为，，的反向阶跃信号。
实验中，输出信号依次为幅值为，，的反向阶跃信号，相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%.在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。
2、 积分环节积分环节传递函数为：〔1〕T=0.1(0.033)时，C=1μf(0.33μf)，利用MATLAB ，模拟阶跃信号输入下的输出信号如图：与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上时的波形斜率近似为时的三倍，实际上为，在误差允许范围内可认为满足理论条件。
3、 惯性环节惯性环节传递函数为：K = R f /R 1,T = R f C,（1） 保持K = R f /R 1= 1不变，观测秒，秒〔既R 1 = 100K,C = 1μf ，μf 〕时的输出波形。
利用matlab 仿真得到理论波形如下：时t s 〔5%〕理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：〔400-300〕/300=33.3%,读数误差较大。
K 理论值为1，实验值，相对误差为〔〕/2.28=7%与理论值较为接近。
时t s 〔5%〕理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为：〔40-30〕/30=33.3% 由于ts 较小，所以读数时误差较大。
K 理论值为1，实验值，相对误差为〔〕/2.28=7%与理论值较为接近（2） 保持T = R f s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。
K=1时波形即为〔1〕中时波形K=2时，利用matlab 仿真得到如下结果：t s 〔5%〕理论值为300ms,实际测得t s =400ms相对误差为：〔400-300〕/300=33.3% 读数误差较大K 理论值为2，实验值， 相对误差为〔〕/2=5.7%if i o R RU U -=1TS K)s (R )s (C +-=与理论值较为接近。
一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 熟悉自动控制系统的典型环节，包括比例环节、积分环节、比例积分环节、惯性环节、比例微分环节和比例积分微分环节。
3. 通过实验，验证自动控制理论在实践中的应用，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理自动控制原理是研究自动控制系统动态和稳态性能的学科。
本实验主要围绕以下几个方面展开：1. 典型环节：通过搭建模拟电路，研究典型环节的阶跃响应、频率响应等特性。
2. 系统校正：通过在系统中加入校正环节，改善系统的性能，使其满足设计要求。
3. 系统仿真：利用MATLAB等仿真软件，对自动控制系统进行建模和仿真，分析系统的动态和稳态性能。
三、实验内容1. 典型环节实验（1）比例环节：搭建比例环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析比例系数对系统性能的影响。
（2）积分环节：搭建积分环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析积分时间常数对系统性能的影响。
（3）比例积分环节：搭建比例积分环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析比例系数和积分时间常数对系统性能的影响。
（4）惯性环节：搭建惯性环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析时间常数对系统性能的影响。
（5）比例微分环节：搭建比例微分环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析比例系数和微分时间常数对系统性能的影响。
（6）比例积分微分环节：搭建比例积分微分环节模拟电路，观察其阶跃响应，分析比例系数、积分时间常数和微分时间常数对系统性能的影响。
2. 系统校正实验（1）串联校正：在系统中加入串联校正环节，改善系统的性能，使其满足设计要求。
（2）反馈校正：在系统中加入反馈校正环节，改善系统的性能，使其满足设计要求。
3. 系统仿真实验（1）利用MATLAB等仿真软件，对自动控制系统进行建模和仿真，分析系统的动态和稳态性能。
（2）根据仿真结果，优化系统参数，提高系统性能。
四、实验步骤1. 搭建模拟电路：根据实验内容，搭建相应的模拟电路，并连接好测试设备。
自动控制原理实验实训报告 .docx【导言】自动控制原理实验实训是控制科学与工程专业的必修课程，是学生进行理论学习与实践操作结合的一个重要环节。
本次实训学习了控制系统的基本概念、控制器的类型以及控制系统的建模和分析方法，并通过实现传感器数据采集、信号控制和反馈调节等操作，掌握了控制系统的工作原理和实现方式。
本报告将对本次实训中的实验操作、实验结果和实验体会进行详细记录和总结。
【实验操作】1.传感器场景仿真实验本实验通过MATLAB仿真软件，实现了对不同场景下传感器采集数据的比较分析。
实验过程中需要设置不同的传感器样本数据和处理方式，并利用MATLAB的数据处理工具对数据进行处理分析，从而得出传感器对于不同场景下数据采集的适用性和准确性。
2.直流电动机速度调节实验本实验通过实现电动机的速度控制，实现对电动机的运行状态的控制调节。
实验需要完成对AC220V电源、TG-01速度控制器以及直流电动机的连接和调试，并通过电动机的运行状态和速度，实现对控制器的参数设置和调节操作。
4.磁悬浮控制实验本实验实现了对磁悬浮平台的控制和调节，并通过数据反馈实现了对磁悬浮平台的稳定运行。
通过对控制器的参数调节和磁悬浮平台的反馈数据分析，加深了对磁悬浮控制原理的理解和掌握程度。
本次实验操作中，通过对控制器的操作和数据反馈的分析，加深了对自动控制的认识和掌握程度，提高了对控制系统的工作原理和实现方式的理解。
同时，实验操作中也存在一些问题和不足，例如实验操作过程的不稳定性和实验数据分析的不准确性等问题。
需要在今后的学习和实践中，加强对理论知识和实验操作技能的学习和掌握，提高实验操作的准确性和稳定性，从而更好地掌握自动控制原理的知识和技能。
成绩：＿＿＿＿大连工业大学《自动控制原理》实验报告实验1 典型环节的阶跃响应专业名称：自动化班级学号：自动化10I－JK学生姓名：ABCD指导老师：EFGH实验日期：年月日一、实验目的1、熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线；2、了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验原理实验任务1、比例环节（K）从图0-2的图形库浏览器中拖曳Step（阶跃输入）、Gain（增益模块）、Scope（示波器）模块到图0-3仿真操作画面，连接成仿真框图。
改变增益模块的参数，从而改变比例环节的放大倍数K，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况。
可以同时显示三条响应曲线，仿真框图如图1-1所示。
2、积分环节（1Ts）将图1-1仿真框图中的Gain（增益模块）换成Transfer Fcn （传递函数）模块，设置Transfer Fcn（传递函数）模块的参数，使其传递函数变成1Ts型。
改变Transfer Fcn（传递函数）模块的参数，从而改变积分环节的T，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况。
仿真框图如图1-2所示。
3、一阶惯性环节（11 Ts+）将图1-2中Transfer Fcn（传递函数）模块的参数重新设置，使其传递函数变成11Ts+型，改变惯性环节的时间常数T，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况。
仿真框图如图1-3所示。
4、实际微分环节（1KsTs +） 将图1-2中Transfer Fcn （传递函数）模块的参数重新设置，使其传递函数变成1KsTs +型，（参数设置时应注意1T ）。
令K 不变，改变Transfer Fcn （传递函数）模块的参数，从而改变T ，观察它们的单位阶跃响应曲线变化情况。
仿真框图如图1-4所示。
5、二阶振荡环节（2222nn ns s ωξωω++） 将图1-2中Transfer Fcn （传递函数）模块的参数重新设置，使其传递函数变成2222nn ns s ωξωω++型（参数设置时应注意01ξ<<），仿真框图如图1-5所示。
北京联合大学信息学院自动控制原理基础实验实验报告课程名称：自动控制原理基础实验学院：信息学院专业：电子信息工程姓名：班级：200908030301 学号：2009080303101指导教师：成绩：2011年12 月02 日目录目录...................................................................................................................................................................... - 1 - 实验1：根轨迹的绘制及系统分析. (1)1、实验目的 (1)2、主要实验设备及仪器 (1)3、实验容、实验结果及分析 (1)实验1附录(实验用Matlab源程序代码) (5)实验2：系统频率特性曲线的绘制及系统分析 (7)1、实验目的 (7)2、实验任务 (7)3、实验容、实验结果及分析 (7)实验2附录(实验用Matlab源程序代码) (10)实验1：根轨迹的绘制及系统分析1、实验目的1．熟练掌握使用MATLAB 软件绘制根轨迹图形的方法； 2．进一步加深对根轨迹图的了解； 3．利用所绘制根轨迹图形分析系统性能。
2、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 ，存≥64M 。
实验软件：WINDOWS 操作系统（WINDOWS XP 或WINDOWS 2000），并安装MATLAB 语言编程环境。
3、实验容、实验结果及分析本实验中各系统均为负反馈控制系统，系统的开环传递函数形式为：11()()()()mi i njj K s z G s H s s p ==-=-∏∏（一）已知系统开环传递函数分别为如下形式： （1）()()(1)(2)KG s H s s s =++（2）(3)()()(1)(2)K s G s H s s s +=++（3）(3)()()(1)(2)K s G s H s s s -=++（4）()()(1)(2)(3)KG s H s s s s =+++（5）()()(1)(2)(3)KG s H s s s s =++-1、绘制各系统的根轨迹；2、根据根轨迹判断系统稳定性；如果系统是条件稳定的（有根轨迹分支穿越虚轴），试确定稳定条件（K值取值围）；结论：（1）、系统绝对稳定。
（2）、系统绝对稳定。
（3）、系统条件稳定，使系统稳定的K的取值围是（0,0.675）（4）、系统条件稳定，使系统稳定的K的取值围是（0,60）（5）、系统不稳定3、根据（1）—（5）的根轨迹分析：① 增加位于虚轴左侧的开环零点，对系统性能的影响；使得根轨迹图整体左移，系统更加稳定。
② 增加位于虚轴右侧的开环零点，对系统性能的影响；根轨迹图整体右移并穿越虚轴，系统条件稳定。
③ 增加位于虚轴左侧的开环极点，对系统性能的影响。
系统整体右移并穿越虚轴，系统条件稳定。
④ 增加位于虚轴右侧的开环极点，对系统性能的影响。
系统整体右移并完全跨越虚轴到虚轴右侧，系统无论K 取何值都不稳定。
总结加入开环极点或开环零点对系统性能的影响。
（二）已知系统开环传递函数分别为如下形式：()()(1)(4)KG s H s s s s =++1、绘制系统的根轨迹；2、试确定使系统的阶跃响应呈现振荡衰减形式的K 值取值围；由根轨迹图可以达到，当K 取值为（0.888,20）时，系统特征方程有一对实部为负的共轭虚根，此时系统的结余响应呈现震荡衰减。
3、试确定稳定条件（K 值取值围）。
使系统稳定的K 取值围为（0,20）。
（三）已知系统开环传递函数分别为如下形式：20()()(4)()G s H s s s a =++1、绘制极点a 从0→∞时系统的根轨迹；2、试确定使系统的阶跃响应呈现振荡衰减形式的K 值取值围；由根轨迹图可知，当K 取值为（0,12.9）时，系统特征方程有一对实部为负的共轭虚根，此时系统的结余响应呈现震荡衰减。
3、试确定稳定条件（K 值取值围）。
由图得，系统根轨迹图整体都在虚轴左侧，所以系统绝对稳定。
K 取值围为0到正无穷。
实验1附录(实验用Matlab 源程序代码)函数1：num=1; d1=[1,0]; d2=[1,0.5]; d3=[1,0.6,10]; den=conv(d1,conv(d2,d3)); pzmap(num,den); rlocus(num,den); rlocfind(num,den); %系统稳定的K 取值是，0到正无穷 函数2：num=[1,3]; d1=[1,1]; d2=[1,2]; den=conv(d1,d2);pzmap(num,den); rlocus(num,den); rlocfind(num,den);%根轨迹全部落在S平面右半平面，使系统稳定的K取值围，0到正无穷函数3：num=[1,-3]; d1=[1,1]; d2=[1,2]; den=conv(d1,d2);pzmap(num,den);: rlocus(num,den); rlocfind(num,den);%使系统稳定的K取值围是[0,0.665]函数4：num=1; d1=[1,1]; d2=[1,2]; d3=[1,3]; den=conv(d1,conv(d2,d3)); pzmap(num,den);: rlocus(num,den); rlocfind(num,den);%使系统稳定的K取值围是[0,100];函数5：num=1; d1=[1,1]; d2=[1,2]; d3=[1,-3]; den=conv(d1,conv(d2,d3)); pzmap(num,den);: rlocus(num,den); rlocfind(num,den);%使系统稳定的K取值围是[0,6.15]（二）题源代码：num=1; den=conv([1,0],conv([1,1],[1,4]));pzmap(num,den); rlocus(num,den); rlocfind(num,den);%使系统稳定的K取值围是[0,20]%K取值为[0,20]时，系统有一对实部为负，共轭的根，此时系统处于衰减震荡（三）题源代码：num=[1,4]; den=[1,4,20];pzmap(num,den); rlocus(num,den); rlocfind(num,den);%使系统稳定的K取值围是0到正无穷%K取值为[0,13]时，系统有一对实部为负，共轭的根，此时系统处于衰减震荡实验2：系统频率特性曲线的绘制及系统分析1、实验目的1．熟练掌握使用MATLAB 软件绘制Bode 图及Nyquist 曲线的方法； 2．进一步加深对Bode 图及Nyquist 曲线的了解； 3．利用所绘制Bode 图及Nyquist 曲线分析系统性能。
2、实验任务实验设备：每人一台计算机奔腾系列以上计算机，配置硬盘≥2G ，存≥64M 。
实验软件：WINDOWS 操作系统（WINDOWS XP 或WINDOWS 2000），并安装MATLAB 语言编程环境。
3、实验容、实验结果及分析已知系统开环传递函数分别为如下形式： （1）)2)(5(50)(++=s s s G（2）)15)(5(250)(++=s s s s G（3）210()(21)s G s s s s +=++ （4）)12.0)(12(8)(++=s s s s G（5）23221()0.21s s G s s s s ++=+++（6）)]105.0)125.0)[(12()15.0(4)(2++++=s s s s s s G一、绘制其Nyquist曲线和Bode图，记录或拷贝所绘制系统的各种图形；图2-1 函数（1）Nyquist曲线（左侧）和Bode图（右侧）图2-2 函数（2）Nyquist曲线（左侧）和Bode图（右侧）图2-3 函数（3）Nyquist曲线（左侧）和Bode图（右侧）图2-4 函数（4）Nyquist曲线（左侧）和Bode图（右侧）图2-5 函数（5）Nyquist曲线（左侧）和Bode图（右侧）图2-6 函数（6）Nyquist曲线（左侧）和Bode图（右侧）二、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；实验结果分析：由Nyquist曲线判断系统稳定的依据是，Nyquist曲线逆时针包围点（-1,0j）的圈数N，等于函数位于S平面右侧极点的个数P；函数（1）：N=0，P=0 N=P，所以系统是稳定的。
函数（2）：N=0，P=0 N=P，所以系统是稳定的。
函数（3）：N=0，P=0 N=P，所以系统是稳定的。
函数（4）：N=0，P=0 N=P，所以系统是稳定的。
函数（5）：N=0，P=0 N=P，所以系统是稳定的。
函数（6）：N=0，P=0 N=P，所以系统是稳定的。
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Kg（用分贝数表示）和相角裕度γ，及其所对应的相位穿越频率和增益穿越频率。
函数（1）：系统的增益裕度Kg=103（dB），对应增益穿越频率2.66e+3j（rad/sec）相角裕度γ=57.9（deg），对应的相位穿越频率6.05（rad/sec）函数（2）：系统的增益裕度Kg=15.6（dB），对应增益穿越频率8.66（rad/sec）相角裕度γ=49.6（deg），对应的相位穿越频率2.85（rad/sec）函数（3）：系统的增益裕度Kg=-25.6（dB），对应增益穿越频率0.726（rad/sec）相角裕度γ=-61.5（deg），对应的相位穿越频率1.79（rad/sec）函数（4）：系统的增益裕度Kg=-3.25（dB），对应增益穿越频率1.58（rad/sec）相角裕度γ=-6.09（deg），对应的相位穿越频率1.9（rad/sec）函数（5）：系统的增益裕度Kg=-5.32（dB），对应增益穿越频率1.44（rad/sec）相角裕度γ=28.6（deg），对应的相位穿越频率1.84（rad/sec）函数（6）：系统的增益裕度Kg=9.35（dB），对应增益穿越频率7.7（rad/sec）相角裕度γ=-51.2（deg），对应的相位穿越频率1.59（rad/sec）实验2附录(实验用Matlab源程序代码)num1=[50]; den1=conv([1,5],[1,2]);num2=[250]; den2=conv([1,0],conv([1,5],[1,15]));num3=[1,10]; den3=conv([1,0],[2,1,1]);num4=[8]; den4=conv([1,0],conv([2,1],[0.2,1]));num5=[1,2,1]; den5=[1,0.2,1,1];num6=[2,4]; den6=conv([1,0],conv([2,1],[0.125*0.125,0.05,1]));figure(1);subplot(1,2,1);nyquist(num1,den1); grid;subplot(1,2,2);w=logspace(-1,3,200); [mag1,phase1,w]=bode(num1,den1,w); semilogx(w,20*log10(mag1)); grid;xlabel('Frequency[rad/sec]'); ylabel('20*log(mag1)[dB]');margin(mag1,phase1,w);figure(2);subplot(1,2,1);nyquist(num2,den2); grid;subplot(1,2,2);w=logspace(-1,3,200); [mag2,phase2,w]=bode(num2,den2,w); semilogx(w,20*log10(mag1)); grid;xlabel('Frequency[rad/sec]'); ylabel('20*log(mag2)[dB]');margin(mag2,phase2,w);figure(3);subplot(1,2,1);nyquist(num3,den3); grid;subplot(1,2,2);w=logspace(-1,3,200); [mag3,phase3,w]=bode(num3,den3,w); semilogx(w,20*log10(mag1)); grid;xlabel('Frequency[rad/sec]'); ylabel('20*log(mag3)[dB]');margin(mag3,phase3,w);figure(4);subplot(1,2,1);nyquist(num4,den4); grid;subplot(1,2,2);w=logspace(-1,3,200); [mag4,phase4,w]=bode(num4,den4,w); semilogx(w,20*log10(mag1)); grid;xlabel('Frequency[rad/sec]'); ylabel('20*log(mag4)[dB]');margin(mag4,phase4,w);figure(5);subplot(1,2,1);nyquist(num5,den5); grid;subplot(1,2,2);w=logspace(-1,3,200); [mag5,phase5,w]=bode(num5,den5,w); semilogx(w,20*log10(mag1)); grid;xlabel('Frequency[rad/sec]'); ylabel('20*log(mag5)[dB]');margin(mag5,phase5,w);figure(6);subplot(1,2,1);nyquist(num6,den6); grid;subplot(1,2,2);w=logspace(-1,3,200); [mag6,phase6,w]=bode(num6,den6,w); semilogx(w,20*log10(mag1)); grid;xlabel('Frequency[rad/sec]'); ylabel('20*log(mag6)[dB]');margin(mag6,phase6,w);。
