線性定常系統(tǒng)的頻率特性

線性定常系統(tǒng)的頻率特性第一頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)了解Matlab語(yǔ)言的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。 2、練習(xí)Matlab命令的基本操作。 3、練習(xí)m文件的基本操作。 4、明確頻率特性的概念及其物理意義。 5、掌握頻率特性的測(cè)試方法及原理; 6、掌握頻率特性的表示方法第二頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)于穩(wěn)定的線性系統(tǒng)，測(cè)量其頻率特性就是對(duì)被測(cè)系統(tǒng)輸入某一頻率的正弦信號(hào)，然后測(cè)量其穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值比和相位差，每改變一次頻率就得到一組幅值比和相位差。頻率特性測(cè)試原理圖如圖所示。輸入線性系統(tǒng)輸出示波器(頻率分析儀)圖頻率特性測(cè)試原理圖設(shè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)，則二、實(shí)驗(yàn)原理第三頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三相位差：圖在示波器上測(cè)試相位差的示意圖測(cè)量幅頻特性時(shí)，為了讀取方便，輸入輸出均取峰值。第四頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 1、計(jì)算機(jī)。 2、Matlab仿真軟件。第五頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、學(xué)習(xí)了解Matlab語(yǔ)言環(huán)境雙擊桌面上的Matlab圖標(biāo)(或使用其他打開程序的方式)，進(jìn)入Matlab工作界面窗口。在默認(rèn)的情況下，這個(gè)界面上有指令窗口(CommandWindows)、歷史指令窗口(CommandHistory)、工作空間窗口(Workspace)等。Matlab工作界面窗口第六頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三在“commandWindow”命令窗口中命令提示符位置鍵入如下命令： help顯示Matlab的功能目錄 helpcontrol閱讀控制系統(tǒng)工具箱命令清單。 helpstep閱讀命令step的幫助文件內(nèi)容。第七頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、練習(xí)Matlab命令的基本操作鍵入常數(shù)矩陣輸入命令a=[123]與a=[1;2;3]觀察顯示結(jié)果，比較結(jié)果有何不同。b=[125]與b=[125];觀察顯示結(jié)果，比較顯示結(jié)果有何不同。aa’bb’觀察顯示結(jié)果，比較變量加“’”后的區(qū)別。A=[123;231;321]B=[234;345;456]A+BA*B觀察顯示結(jié)果。觀察歷史指令窗口(CommandHistory)和工作空間窗口(Workspace)。第八頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三已知閉環(huán)傳遞函數(shù)

繪制單位階躍響應(yīng)。在命令窗口中命令提示符位置依次鍵入如下命令：num=[1]den=[111]phi=tf(num,den)step(phi)觀察顯示結(jié)果。第九頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三已知慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)試?yán)L制其Bode圖。鍵入如下命令：bode([2],[11])grid觀察顯示結(jié)果。第十頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、練習(xí)m文件的基本操作選擇菜單項(xiàng)中的[File]→[New]→[M-file]，即可打開程序編輯窗口。鍵入如下程序：w=0.1;gs=tf([2],[11]);t=0:0.1:30/w;u1=sin(w*t);y1=lsim(gs,u1,t);plot(w*t,u1,'k',w*t,y1,'r')grid%輸入信號(hào)頻率(w=0.1,0.3,1,3,10)%傳遞函數(shù)%時(shí)間區(qū)間%正弦輸入信號(hào)%給定輸入和時(shí)間，輸出的時(shí)域仿真%繪圖，黑線-輸入，紅線-輸出%加網(wǎng)格線程序運(yùn)行可以選擇菜單項(xiàng)中的[Debug]→[Run]來(lái)執(zhí)行程序，若第1次運(yùn)行時(shí)程序未保存，會(huì)提示保存，以后每次運(yùn)行時(shí)會(huì)自動(dòng)保存程序。若程序不是保存在當(dāng)前路徑下，運(yùn)行時(shí)會(huì)提示，選擇確定即可。第十一頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三運(yùn)行程序后繪制出輸入輸出信號(hào)曲線圖。選擇菜單項(xiàng)中的[Edit]→[AxesProperties]可以編輯坐標(biāo)軸的特性，以便更容易讀取圖形數(shù)據(jù)。若將XLimits設(shè)為26.5to27，可讀得相位差約為0.1。若將YLimits設(shè)為1.95to2，可讀得輸出幅值約為1.99。第十二頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三依次改變輸入信號(hào)頻率，讀取對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的幅值比和相位差，填寫下表。ω0.10.31310A(ω)L(ω)(dB)φ(ω)(rad)φ(ω)(°)參數(shù)表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄參考格式表第十三頁(yè)，共十四頁(yè)，編輯于2023年，星期三五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求１、按頻率特性測(cè)試要求記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，