控制系统实验指导
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%100%max ⨯-=∞∞Y Y Y σ实验一 典型环节及其阶跃响应一、实验目的1. 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。
2. 掌握控制系统时域性能指标的测量方法。
二、实验仪器1. EL-AT-III 型自动控制系统实验箱一台 2. 计算机一台 三、实验原理1.模拟实验的基本原理:控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节,即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节,然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来,便得到了相应的模拟系统。
再将输入信号加到模拟系统的输入端,并利用计算机等测量仪器,测量系统的输出,便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。
若改变系统的参数,还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。
2. 时域性能指标的测量方法: 超调量Ó %:1) 启动计算机,在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。
2) 检查USB 线是否连接好,在实验项目下拉框中选中任实验,点击按钮,出现参数设置对话框设置好参数按确定按钮,此时如无警告对话框出现表示通信 正常,如出现警告表示通信不正常,找出原因使通信正常后才可以继续进行实验。
3) 连接被测量典型环节的模拟电路。
电路的输入U1接A/D 、D/A 卡的DA1 输出,电路的输出U2接A/D 、D/A 卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
4) 在实验项目的下拉列表中选择实验一[典型环节及其阶跃响应] 。
5)鼠标单击按钮,弹出实验课题参数设置对话框。
在参数设置对话框中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。
6) 用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值,代入下式算出超调量: T P 与T S :利用软件的游标测量水平方向上从零到达最大值与从零到达95%稳态值所需的时间值,便可得到T P 与T S 。
四、实验内容构成下述典型一阶系统的模拟电路,并测量其阶跃响应: 1. 比例环节的模拟电路及其传递函数如图1-1。
一、运动控制系统实验项目一览表实验室名称:电机拖动实验室课程名称:运动控制系统适用专业:电气工程及自动化、自动化实验总学时:16设课方式:课程实验(“课程实验”或“独立设课”二选一)是否为网络实验:否(“是”或“否”二选一)实验一晶闸管直流调速系统主要单元调试一.实验目的1.熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
2.掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二.实验内容2.电平检测器的调试3.反号器的调试4.逻辑控制器的调试三.实验设备及仪器1.教学实验台主控制屏。
2.NMCL—31A组件3.NMCL—18组件4.双踪示波器5.万用表四.实验方法1.速度调节器(ASR)的调试按图1-5接线,DZS(零速封锁器)的扭子开关扳向“解除”。
注意:正常使用时应“封锁”,以防停机时突然启动。
(1)调整输出正、负限幅值“5”、“6”端接可调电容,使ASR调节器为PI调节器,加入一定的输入电压(由NMCL—31的给定提供,以下同),调整正、负限幅电位器RP1、RP2,使输出正负值等于 5V。
(2)测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接(“5”、“6”端短接),使ASR调节器为P调节器,向调节器输入端逐渐加入正负电压,测出相应的输出电压,直至输出限幅值,并画出曲线。
(3)观察PI特性拆除“5”、“6”端短接线接入5~7uf电容,(必须按下选择开关,绝不能开路),突加给定电压,用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律,改变调节器的放大倍数及反馈电容,观察输出电压的变化。
反馈电容由外接电容箱改变数值。
2.电流调节器(ACR)的调试按图1-5接线。
(1)调整输出正,负限幅值“9”、“10”端接可调电容,使调节器为PI调节器,加入一定的输入电压,调整正,负限幅电位器,使输出正负最大值大于 6V。
(2)测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接(“9”、“10”端短接),使调节器为P调节器,向调节器输入端逐渐加入正负电压,测出相应的输出电压,直至输出限幅值,并画出曲线。
实验一MATLAB的实验环境及基本命令一实验目的:1.学习了解MA TLAB的实验环境2.在MA TLAB系统命令窗口练习有关MA TLAB命令的使用。
二实验步骤1.学习了解MA TLAB的实验环境:在Windows桌面上,用mouse双击MA TLAB图标,即可进入MA TLAB系统命令窗口:图1-1 MA TLAB系统命令窗口①在命令提示符”>>”位置键入命令:help此时显示MA T ALAB 的功能目录, 其中有“Matlab\general ”,“toolbox\control ”等;阅读目录的内容;② 键入命令:intro此时显示MA TLAB 语言的基本介绍,如矩阵输入、数值计算、曲线绘图等。
要求阅读命令平台上的注释内容,以尽快了解MA TLAB 语言的应用。
③ 键入命令:help help显示联机帮助查阅的功能,要求仔细阅读。
④ 键入命令:into显示工具箱中各种工具箱组件和开发商的联络信息。
⑤ 键入命令:demo显示MA TLAB 的各种功能演示。
2. 练习MA TLAB 系统命令的使用。
① 表达式MA TLAB 的表达式由变量、数值、函数及操作符构成。
实验前应掌握有关变量、数值、函数及操作符的有关内容及使用方法。
练习1-1: 计算下列表达式:要求计算完毕后,键入相应的变量名,查看并记录变量的值。
②.向量运算: )6sin(/250π=d 2/)101(+=a )sin(3.2-=e c i b 53+=n 维向量是由n 个成员组成的行或列数组。
在MA TLAB 中,由分号分隔的方括号中的元素产生一个列向量;由逗号或空号分隔的方括号中的元素产生一个列向量;同维的向量可进行加减运算,乘法须遵守特殊的原则。
练习1-2已知:X=[2 ;-4;8]求 :Y=R ';P=5*R ;E=X .*Y ;S=X '* Y练习1-3⑴产生每个元素为1的4维的行向量;⑵产生每个元素为0的4维的列向量;⑶产生一个从1到8的整数行向量,默认步长为1;⑷产生一个从π到0,间隔为π/3的行向量;③矩阵基本运算操作。
实验要求:1 按实验指导书的连线示意图完成接线。
检查无误后再开启电源。
2 如果开启实验箱电源后,出现发现新硬件的提示,可参考教学视频,安装虚拟示波器的驱动程序。
3 复制范例程序到E:盘自己的文件夹中,启动Keil 程序,参照教学视频,打开范例程序文件,编译并运行,然后利用示波器虚拟仪器软件,查看并记录实验波形。
4 完成一次波形测定后,按单片机系统板上的“复位”键,停止程序运行,然后参考教学视频,在Keil软件中,修改程序的相关参数(采样周期),重新编译运行,并观察和记录波形变化。
5 实验要求分别利用零阶保持器、线性插值、二次曲线插值三种方法对采样数据进行还原,(范例程序ACC1-2-1、ACC1-2-2、ACC1-2-3)每种方法的实验中分别以采样周期(10ms、50ms、200ms)对信号频率为1Hz、5Hz的正弦波信号采样。
观察和比较不同的采样还原效果。
6 根据采样定理的知识,根据实验数据和波形,对采样信号的还原效果进行分析和说明实验波形及分析说明:0阶采样法10MS采样周期(1hz):0阶采样法50MS采样周期(1hz):0阶采样法200MS采样周期(1hz):直线插值法10MS采样周期(1hz):直线插值法50MS采样周期(1hz):直线插值法200MS采样周期(1hz):二次曲线差值10MS采样周期(1hz):二次曲线差值50MS采样周期(1hz):二次曲线差值200MS采样周期(1hz):分析:从波形图可以看出,对于零阶保持,在TK为10ms和50ms时信号还原效果较好,当为200ms时信号还原效果较差。
当正弦波频率为1hz信号还原效果又比5hz的要好对于直线插值和二次曲线插值,10ms采样周期5hz的信号还原效果较好,且当采样周期大于200ms 时信号失真。
验证了采样定理的正确性,当Ws比2Wmax大,信号能更好的恢复,同时,采用插值法恢复信号,就可以降低对采样频率的要求。
实验要求:参考实验指导书进行系统连线。
球杆定位控制系统实验指导书实验指导书深圳市鸥鹏科技有限有限公司二○○五年十月目录目录 (2)一、球杆定位控制系统认知实验 (5)实验目的 (5)实验内容 (5)实验步骤 (5)实验报告 (7)二、系统建模分析 (8)1、机械建模分析 (8)2 电机建模分析 (8)三、球杆定位控制系统控制实验 (11)实验目的 (11)实验内容 (11)1、P控制器设计 (11)2、PD控制器设计 (12)2、PID控制器设计 (12)实验步骤 (12)实验报告 (20)四、球杆定位控制系统扩展控制实验 (21)4. 1 根轨迹算法设计 (21)4.2. 频率响应法设计 (21)前言球杆定位控制系统是为自动化,机械电子,电气工程等专业的基础控制课程教学实验而设计的实验设备。
通过对球杆系统进行分析和实验,学生可以学习对物理系统的建模和控制系统的设计,熟悉PID控制的设计和调节,以及利用别的控制理论和算法进行实验。
一、球杆定位控制系统认知实验实验目的认知球杆定位控制系统的结构和工作原理,熟悉系统的工作流程,并检验系统各通道的工作状况是否正常。
实验内容球杆定位控制系统结构如下图,有连杆机构及相应的电气驱动,传感部分组成,其工作流程为通过电机驱动,带动连杆运动,改变钢球所在滑道的倾斜角度,使钢球在重力作用下沿滑道运动。
本实验内容是要详细了解系统的结构,关键部件,并联机测试各部件工作是否正常。
实验步骤1、认真观察球杆定位控制系统,指出系统的各个部分,打开后盖,认知相关的电气控制部分及机械传动部分,并做好记录。
2、安装好后盖,将电源线,通讯线与电源箱,电脑正常连接。
3、接通电源,打开测试软件:1)在matlab下打开QGTEST.MDL进入测试界面:2)点击运行:3)设置运动位置POS,观察球杆运动情况,4)切换伺服开关,运动,停止开关,测试硬件响应5)改变运动速度,加速度及位置,观察运动情况6)打开各个示波器7)用手轻拨钢球,让钢球在滑道上缓慢滚动,观察采集到钢球的位置数据8)停止实时仿真,观察各示波器数据,并保存到相应的文件实验报告1写出球杆定位控制器通的主要组成,并描述各模块的功能与实现。
目录目录 (1)实验一数据输入输出通道 (2)实验二信号采样与保持 (5)实验三数字PID控制 (7)实验四直流电机闭环调速控制 (9)实验五温度闭环数字控制 (11)实验六最少拍控制器的设计与实现 (13)附录 (15)实验一数据输入输出通道实验目的:1.学习A/D转换器原理及接口方法,并掌握ADC0809芯片的使用。
2.学习D/A转换器原理及接口方法,并掌握TLC7528芯片的使用。
实验设备:PC机一台,TD-ACC+实验系统一套,i386EX系统板一块实验内容:1.编写实验程序,将-5V~+5V的电压作为ADC0809的模拟量输入,将转换所得的8位数字量保存于变量中。
2.编写实验程序,实现D/A转换产生周期性三角波,并用示波器观察波形。
实验原理:1.A/D转换实验ADC0809芯片主要包括多路模拟开关和A/D转换器两部分,其主要特点是:单电源供电、工作时钟CLOCK最高可达到1200KHz、8位分辨率,8个单端模拟输入端,TTL电平兼容等,可以很方便地和微处理器接口。
ADC0809 芯片,其输出八位数据线以及CLOCK 线已连到控制计算机的数据线及系统应用时钟1MCLK (1MHz)上。
其它控制线根据实验要求可另外连接(A、B、C、STR、/OE、EOC、IN0~IN7)。
实验线路图1-1为:图1-1 A/D转换实验接线图上图中,AD0809 的启动信号"STR"是由控制计算机定时输出方波来实现的。
"OUT1" 表示386EX 内部1#定时器的输出端,定时器输出的方波周期=定时器时间常数。
ADC0809 芯片输入选通地址码A、B、C 为"1"状态,选通输入通道IN7;通过单次阶跃单元的电位器可以给A/D 转换器输入-5V ~ +5V 的模拟电压;系统定时器定时1ms 输出方波信号启动A/D 转换器,并将A/D 转换完后的数据量读入到控制计算机中,最后保存到变量中。
《过程控制系统》实验指导书目录第一章实验装置说明 (1)第二章实验要求及安全操作规程 (4)实验一单容自衡水箱液位特性测试 (5)实验二双容水箱特性的测试 (9)实验三单容水箱液位定值控制系统 (12)实验四单闭环流量定值控制系统 (15)实验五锅炉内胆水温定值控制系统 (17)实验六锅炉内胆水温位式控制系统 (19)第一章实验装置说明实验对象总貌图如图1-1所示:图1-1 实验对象总貌图本实验装置对象主要由水箱、锅炉和盘管三大部分组成。
供水系统有两路:一路由三相(380V恒压供水)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由变频器、三相磁力驱动泵(220V变频调速)、涡轮流量计及手动调节阀组成。
一、被控对象由不锈钢储水箱、(上、中、下)三个串接有机玻璃水箱、4.5KW三相电加热模拟锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、盘管和敷塑不锈钢管道等组成。
1.水箱:包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱。
上、中、下水箱采用淡蓝色优质有机玻璃,不但坚实耐用,而且透明度高,便于学生直接观察液位的变化和记录结果。
上、中水箱尺寸均为:D=25cm,H=20cm;下水箱尺寸为:D=35cm,H=20cm。
水箱结构独特,由三个槽组成,分别为缓冲槽、工作槽和出水槽,进水时水管的水先流入缓冲槽,出水时工作槽的水经过带燕尾槽的隔板流入出水槽,这样经过缓冲和线性化的处理,工作槽的液位较为稳定,便于观察。
水箱底部均接有扩散硅压力传感器与变送器,可对水箱的压力和液位进行检测和变送。
上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、三阶单回路液位控制系统和双闭环、三闭环液位串级控制系统。
储水箱由不锈钢板制成,尺寸为:长×宽×高=68cm×52㎝×43㎝,完全能满足上、中、下水箱的实验供水需要。
储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩,以防杂物进入水泵和管道。
2.模拟锅炉:是利用电加热管加热的常压锅炉,包括加热层(锅炉内胆)和冷却层(锅炉夹套),均由不锈钢精制而成,可利用它进行温度实验。
实验一典型环节及其阶跃响应一、实验目的1. 掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法。
2. 掌握控制系统时域性能指标的测量方法。
二、实验仪器1.EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台2.PC计算机一台三、实验原理1.模拟实验的基本原理:控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节,即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节,然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来,便得到了相应的模拟系统。
再将输入信号加到模拟系统的输入端,并利用计算机等测量仪器,测量系统的输出,便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。
若改变系统的参数,还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。
2.时域性能指标的测量方法:超调量Ó%:1)启动计算机,在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。
2)测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。
如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。
3)连接被测量典型环节的模拟电路。
电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出,电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
4)在实验课题下拉菜单中选择实验一[典型环节及其阶跃响应] 。
5)鼠标单击实验课题弹出实验课题参数窗口。
在参数设置窗口中设置相应的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。
6)利用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值,带入下式算出超调量:YMAX - Y∞Ó%=——————×100% Y∞TP 与TS:利用软件的游标测量水平方向上从零到达最大值与从零到达95%稳态值所需的时间值,便可得到TP 与TS。
四、实验内容构成下述典型一阶系统的模拟电路,并测量其阶跃响应:1.比例环节的模拟电路及其传递函数如图1-1。
1 G(S)= -R2/R12.惯性环节的模拟电路及其传递函数如图1-2。
G(S)= - K/TS+1K=R2/R1,T=R2C3.积分环节的模拟电路及传递函数如图1-3。
《控制工程基础》实验报告班级:学号:姓名:指导老师:实验一控制系统的阶跃响应实验时间:学时:2一、实验目的通过阶跃响应曲线来研究二阶系统的特征参数阻尼比ξ 和无阻尼自然振荡频率Wn对系统动态性能的影响。
掌握时域的分析方法。
二、实验准备MA TLAB中控制系统数学模型的表示方法⑴ 多项式模型对线性定常连续系统的传递函数G( s)的表示:在 MA TLAB 中,此系统可以由其分子和分母多项式的系数(按s 的降幂排列)所构成的两个向量唯一地确定下来,即:num=[bm , bm-1 ,⋯,b0] ,den=[am, am-1,⋯,a0]另外在 MA TLAB中,可以用函数TF 可以生成一个系统多项式传递函数模型,其调用格式为: sys=tf( num, den)例如:若已知系统的传递函数为:在 MA TLAB 命令环境中输入: num=[6 12 6 10];den=[1 2 3 1 1];sys=tf(num,den)则显示:Transfer function:6 s^3 + 12 s^2 + 6 s + 10---------------------------s^4 + 2 s^3 + 3 s^2 + s + 1若再输入:printsys(num,den)则有显示:num/den =6 s^3 + 12 s^2 + 6 s + 10----------------------------s^4 + 2 s^3 + 3 s^2 + s + 1说明:① num, den 语句后的分号“;”是 MATLAB语句的换行号(相当于Enter);num/den为②函数 printsys()用于构造并显示传递函数G(s)的多项式模型。
显示变量通用的的输出显示格式,与输入变量名称无关。
③所给传递函数若为因式相乘形式,则需要利用 MA TLAB 中的多项式乘法运算函数 conv (),其调用方式为: c= conv (多项式 1,多项式 2), c 为两多项式之积。
例如:若给定系统的传递函数为:G( s) =18( s+1)/[ ( s+5)( s+25)( s+0.4)] ,则分子分母多项式可分别表示为:num=18*[1,1]; den=conv(conv([1 5],[1 25]),[1 0.4]); 其中函数 conv()用于计算多项式乘积,输出结果为多项式系统的降幂排列。
④函数 [num , den]=feedback( num1, den1, num2, den2, X )用于计算一般反馈系统的闭环传递函数。
其中前向传递函数为G( s)=num1/den1 ,反馈传递函数为H( s)=num2/den2 。
右变量为G( s)和H ( s)的参数,左变量返回系统的闭环参数,X=1为正反馈,X=-1为负反馈,缺省时作负反馈计。
⑵零极点模型( Zero-Pole ,简称 ZP)线性定常连续系统的传递函数G( s)一般可以表示为零点、极点的形式:G( s) =k*[ (s-z1)( s-z2)⋯( s-zm) ]/[ ( s-p1)( s-p2)⋯( s-pn) ]由于 m 个零点, n 个极点及增益k 可以唯一地确定一个系统,所以可以用:z=[z1 , z2,⋯, zm] ;p=[p1 , p2,⋯, pn] ; k=k0 来表示零极点模型。
注意:在 MATLAB中,①多项式模型转换为零极点模型的调用命令为:[z, p, k]=tf2zp ( num, den);②零极点模型转换为多项式模型的调用命令为:[num , den]=zp2tf ( z, p, k);③如果已知二阶系统的两个参数——自然振荡频率ω n 和无阻尼系数ξ,则可以通过函数ORD2 ()求出此系统传递函数模型和状态方程模型,其分别调用格式为:[A ,B, C,D]=ord2 (ω n,ξ ),调用结果返回连续二阶系统状态方程的系数矩阵 A ,B,C, D 的表达式;而 [NUM , DEN]=ord2 (ω n,ξ ),调用结果返回连续二阶系统用分子和分母多项式表示的传递函数。
注:状态方程是现代控制理论描述系统模型的一种方法。
状态方程模型可以表示为:=Ax+Buy=Cx+Du ,其中 x 为状态向量, u 为输入向量, y 为输出向量, A、B、C、D 为系统状态方程系数矩阵。
在MATLAB 中,可以用函数SS建立一个系统状态方程模型,调用格式为:SYS=ss(A,B,C,D)⒋ MA TLAB 中求控制系统的阶跃响应的函数命令格式函数格式 1: step( num, den)说明 1:给定 num 和 den,求系统的阶跃响应。
时间向量t 的范围自动设定。
函数格式 2: step( num, den,t).说明 2:同说明 2,其中时间向量 t 的范围可以由人工设定(如:t=0: 0 1: 10)。
函数格式 3: [y , x]= step ( num, den)说明 3:返回变量格式。
计算所得的输出y,状态 x 及时间向量 t 返回至 MA TLAB命令窗口,不作图。
上述更详细的命令说明,可在MA TLAB窗口键入“ help step”在线查阅。
注意:若给定特征多项式系数向量,可以用命令调用格式damp( den)来计算系统的闭环根、阻尼比ξ 和无阻尼自然振荡频率Wn。
三、实验内容及步骤1、已知系统开环传递函数为G(s)H(s)=100/(s^2+2*zta*10+100),zta取0,0.25,0.5,0.75 ,1, 1.25 试利用 MATLAB分别画出其 2 单位的阶跃响应并保存。
图像:2、 zta 取 0.25 ,wn 取 10,30,50 试利用 MATLAB分别画出其 2 单位的阶跃响应并保存。
图像:3. 比较上面的结果。
1. 2 阶系统单位阶跃响应的过渡过程随着阻尼比ξ 的减小,其振荡特性表现得愈加强烈,单仍未衰减振荡。
当ξ =0 是,达到等幅振荡;当ξ =1和ξ >1时,二阶系统的过渡过程具有单调上升的特性。
从过渡过程的持续时间来看,在无振荡单调上升曲线中,以ξ =1 时的过渡过程时间最短。
在欠阻尼系统中,当ξ =0.4~0.5时,不仅其过渡过程时间比ξ =1 时的更短,而且振荡不太严重。
如图 1 所示,因此可以通过改变阻尼比,来实现对最大超调量Mp 调整。
实际具体设计控制系统是是根据对最大超调量Mp的要求来确定阻尼比的。
2.在系统阻尼比相同的情况下,改变不同的无阻尼固有频率可以得到图2 曲线,分析可知,增大Wn可以迅速减少系统的调整时间。
因此调整时间ts 主要由系统的 Wn来确定。
改变Wn对系统的振动特性指标Mp是没有影响的。
3.要使二阶系统具有满意的动态性能指标,必须选择合适的阻尼比ξ 和无阻尼固有频率 Wn。
提高 Wn,可以提高系统的响应速度,减少上升时间tr ,峰值时间tp 和调整时间ts ;增大ξ,可以减弱系统的振荡性能,降低超调量Mp,但增大上升时间 tr和峰值时间tp 。
4.系统的响应速度和振荡性能之间存在矛盾,因此要合适选择ξ 和Wn。
实验二控制系统的频率特性分析实验时间:学时:2一、实验目的掌握控制系统频率特性的分析方法。
会用Bode图, Nyquist 图。
二、实验准备MATLAB 控制工具箱中可用于系统频率特性曲线绘制和分析的函数有:bode(sys):计算并在当前窗口绘Bode 图,频率范围由MATLAB系统自动确定。
注:在 MATLAB 中,此系统可以由其分子和分母多项式的系数(按s 的降幂排列)所构成的两个向量唯一地确定下来,即:num=[bm ,bm-1,⋯,b0],den=[am , am-1,⋯,a0]可以用函数 TF 可以生成一个系统多项式传递函数模型,其调用格式为:sys=tf(num,den)bode(sys ,ω):显式定义绘图的频率范围,在定义频率范围绘制系统Bode 图。
ω为对数等分,由对数等分函数logspace (d1, d2,n)完成,命令中d1、d2 为之间的变量范围,n 为等分点,例如ω =logspace ( -1 ,1, 100)。
ω有两种定义方式,分别为定义频率范围[ ω min ,ω max]和定义频率点[ ω 1,ω 2,⋯,ω n] 。
bode(sys1,sys2,⋯,sysn):同时在一个窗口绘制多个系统的频率特性曲线。
(注意:这里多个系统须具有相同的输入、输出数;可同时含连续时间和离散时间系统)。
bode(sys1,sys2,⋯,sysn,ω):显式定义ω 范围,具体同上。
[mag ,phase,ω ]=bode ( sys ):不显示图形,仅将Bode 图数据(幅值、相位、相应的频率)放在 mag,phase ,ω 三个变量中。
类似 Bode 图绘制,有Nyquist图和Nichols图绘制的函数如下:nyquist(sys):在当前窗口绘Nyquist图。
nyquist(sys,ω ):显式定义ω ,在定义频率范围绘制系统Nyquist图。
nyquist(sys1,sys2,⋯,sysn):同时在一个窗口绘制多个系统的Nyquist轨线[re , im,ω ]=nyquist(sys):不显示图形,仅将Nyquist图数据(实p、虚 p、相应的频率)放在re ,im,ω三个变量中。
nichols(sys):在当前窗口绘Nichols轨线。
nichols(sys,ω ):显式定义ω ,在定义频率范围绘制系统Nichols图。
nichols(sys1,sys2,⋯,sysn):同时在一个窗口绘制多个系统的Nichols轨线。
[mag , phase,ω ]=nichols(sys):不显示图形,仅将Nichols轨线数据(幅值、相位、相应的频率)放在mag, phase,ω三个变量中。
[Gm, Pm, Wcg, Wcp]=margin (sys ):计算系统的增益、相位裕量,幅值剪切频率和相位剪切频率。
Gm对应于计算系统的增益裕量,Pm对应于相位裕量,Wcg为幅值剪切频率, Wcp 为相位剪切频率。
margin ( sys ):在当前窗口绘制系统Bode 图,并标出相位裕量,幅值裕量,幅值剪切频率和相位剪切频率。
ngrid :在 Nichols曲线图上加等M网线。
另外,还有部分作图辅助函数:logspace ( d1, d2, n):将某个变量ω作对数等分,命令中变量范围, n 为等分点。
Semilogx ( x, y):半对数绘图命令,函数格式同以前学过的d1、 d2 为plot ()。
之间的三、实验内容及步骤⒈已知系统开环传递函数为出系统的 Bode 图, Nyquist G(s)H(s)=10(s+2)/(s^3+3s^2+10) ,试利用图并保存。