实验六 控制系统的频率特性分析
1.已知系统传递函数为：1
2.01
)(+=
s s G ，要求：
（1） 使用simulink 进行仿真，改变正弦输入信号的频率，用示波器观察输
出信号，记录不同频率下输出信号与输入信号的幅值比和相位差，即可得到系统的幅相频率特性。
F=10时 输
入
： 输出：
F=50时
输入：输出：
（2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线（即bode 图）。
提示：a）函数bode（）用来绘制系统的bode图，调用格式为：
bode（sys）
其中sys为系统开环传递函数模型。
参考程序：
s=tf(‘s’)；%用符号表示法表示s
G=1/(0.2*s+1)；%定义系统开环传递函数
bode(G) %绘制系统开环对数频率特性曲线（bode图）
实验七连续系统串联校正
一．实验目的
1.加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。
2. 对给定系统进行串联校正设计，并通过matlab实验检验设计的正确性。二．实验内容
1．串联超前校正
系统设计要求见课本例题6-3，要求设计合理的超前校正环节，并完成以下内容用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间
num=10;
1）figure(1)
2）hold on
3）figure(1)
4）den1=[1 1 0];
5）Gs1=tf(num,den1);
6）G1=feedback(Gs1,1,-1);
7）Step(G1)
8）
9）k=10;
10）figure(2)
11）GO=tf([10],[1,1,0]);
12）Gc=tf([0.456,1],[1,00114]); 13）G=series(G0,Gc);
14）G1=feedback(G,1);
15）step(G1);grid
2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。
k=1/0.1;
G0=zpk([],[0 -1],k);
[h0,r,wx,wc]=margin(G0);
wm=4.4;
L=bode(G0,wm);
Lwc=20*log10(L);
a=10^(-0.1*Lwc);
T=1/(wm*sqrt(a));
phi=asin((a-1)/(a+1));
Gc=(1/a)*tf([a*T 1],[T 1]);
Gc=a*Gc;
G=Gc*G0;
bode(G,'r',G0,'b--');grid;
[h,r,wx,wc]=margin(G)
2．串联滞后校正
系统设计要求见课本例题6-4，要求按题目要求设计合理的滞后校正环节，并完
成以下内容
1）用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间
2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。
num=30; num=30;
den=conv([1 0],conv([0.1 1],[0.2 1])); den=conv([1 0],conv([0.1 1],[0.2 1]));
Gc=tf(num,den); G1=tf(num,den);
G1=feedback(Gc,1);
Gd=tf([3.7,1],[41,1]); Gd=tf([3.7,1],[41,1]);
Ge=tf(num,den); Ge=tf(num,den);
Gs=series(Gd,Ge); G2=series(Gd,Ge);
G2=feedback(Gs,1);
subplot(2,1,1);step(G1);grid; subplot(1,2,1);bode(G1);grid;
subplot(2,1,2);step(G2);grid; subplot(1,2,2);bode(G2);grid;
3．串联超前—滞后校正
系统设计要求见课本例，要求设计合理的超前—滞后校正环节，并完成以下内容
1）用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间
2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线，记录系统校正前后的幅值裕度和相角裕度。
num=180; num=180;
den=conv([1 0],conv([1/6 1],[0.5 1])); den=conv([1 0],conv([1/6 1],[0.5 1]));
Gc=tf(num,den); G1=tf(num,den);
G1=feedback(Gc,1);
num1=conv([1.28 1],[0.5 1]); num1=conv([1.28 1],[0.5 1]);
den1=conv([64 1],[0.01 1]); den1=conv([64 1],[0.01 1]);
Gd=tf(num1,den1); Gd=tf(num1,den1);
Ge=tf(num,conv([1 0],[0.167 1])); Ge=tf(num,conv([1 0],[0.167 1])); Gs=series(Gd,Ge); G2=series(Gd,Ge);
G2=feedback(Gs,1);
subplot(2,1,1);step(G1);grid; subplot(1,2,1);bode(G1);grid; subplot(2,1,2);step(G2);grid; subplot(1,2,2);bode(G2);grid;
三．实验结果
