控制系統(tǒng)的波得圖

實(shí)驗(yàn)5控制系統(tǒng)的波得圖一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.利用計(jì)算機(jī)作出開環(huán)系統(tǒng)的波得圖；2.觀察記錄控制系統(tǒng)的開環(huán)頻域性能；3.控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性分析。二.實(shí)驗(yàn)步驟1.在Windows界面上用鼠標(biāo)雙擊matlab圖標(biāo)，即可翻開MATLAB命令平臺(tái)。2.練習(xí)相關(guān)M函數(shù)波德圖繪圖函數(shù)：bode(sys)bode(sys,{wmin,wmax})bode(sys,w)[m,p,w]=bode(sys)函數(shù)功能：對(duì)數(shù)頻率特性作圖函數(shù)，即波得圖作圖。格式1：給定開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型對(duì)象sys作波得圖，頻率向量w自動(dòng)給出。格式2：給定變量w的繪圖區(qū)間為{wmin,wmax}。格式3：頻率向量w由人工給出。w的單位為[弧度]/秒，可以由命令logspace得到對(duì)數(shù)等分的w值。格式3：返回變量格式，不作圖。m為頻率特性G(jω)的幅值向量，p為頻率特性的G(jω)幅角向量，w為頻率向量。例如，系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為作圖程序?yàn)閚um=[10];den=[1210];bode(num,den);或者給定人工變量w=logspace(-1,1,32);bode(num,den,w);對(duì)數(shù)分度函數(shù)：logspace(d1,d2)logspace(d1,d2,n)函數(shù)功能：產(chǎn)生對(duì)數(shù)分度向量。格式1：從10d1到10d2之間作對(duì)數(shù)等分分度，產(chǎn)生50個(gè)元素的對(duì)數(shù)等間隔向量。格式2：從10d1到10d2之間作對(duì)數(shù)等分分度，給定等分?jǐn)?shù)n。半對(duì)數(shù)繪圖函數(shù)：semilogx(…)函數(shù)功能：半對(duì)數(shù)繪圖命令。使用格式：橫坐標(biāo)為對(duì)數(shù)等分分度，其它與plot()命令的使用格式相同。對(duì)于上述系統(tǒng)作對(duì)數(shù)幅頻特性。程序?yàn)閣=logspace(-1,1,32);%w范圍和點(diǎn)數(shù)nmag=10./((i*w).^2+2.*(i*w)+10);%計(jì)算模值L=20*log(abs(mag));%模取對(duì)數(shù)semilogx(w,L);%半對(duì)數(shù)作圖grid%畫網(wǎng)格線穩(wěn)定裕度函數(shù)：margin(sys)[Gm,Pm,wg,wp]=margin(sys)[Gm,Pm,wg,wp]=margin(m,p,w)函數(shù)功能：計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，相位裕度Gm和幅值裕度Pm。格式1：給定開環(huán)系統(tǒng)的模型對(duì)象sys作波得圖，并在圖上標(biāo)注幅值裕度Gm和對(duì)應(yīng)的頻率wg，相位裕度Pm和對(duì)應(yīng)的頻率wp。格式2：返回變量格式，不作圖。返回幅值裕度Gm和對(duì)應(yīng)的頻率wg，相位裕度Pm和對(duì)應(yīng)的頻率wp。格式3：給定頻率特性的參數(shù)向量，幅值m，相位p和頻率w，由插值法計(jì)算幅值裕度Gm和對(duì)應(yīng)的頻率wg，相位裕度Pm和對(duì)應(yīng)的頻率wp。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.〔1〕作波得圖，在曲線上標(biāo)出：幅頻特性－－初始段斜率.高頻段斜率.開環(huán)截止頻率相頻特性－－-180°線的穿越頻率。num=[31.6];den=[0.0010.1110];bode(num,den);grid由圖：①System：sysFrequency〔rad/sec〕:0.1Magnitude(dB):50②System：sysFrequency〔rad/sec〕:1Magnitude(dB):29.9∴初始段斜率:-20.1③System：sysFrequency〔rad/sec〕:14.7Magnitude(dB):1.57∴開環(huán)截止頻率:14.7④System：sysFrequency〔rad/sec〕:2.02e+003Magnitude(dB):-108⑤System：sysFrequency〔rad/sec〕:9.83e+003Magnitude(dB):-150∴高頻段斜率:-42⑥System：sysFrequency〔rad/sec〕:31.3Phase(deg):-180∴-180°線的穿越頻率:31.3〔2〕由穩(wěn)定裕度命令計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，并確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。num=[31.6];den=[0.0010.1110];bode(num,den);sys=tf(num,den)bode(num,den);gridmargin(sys)grid〔2〕〔1〕num=[10];den=[0.06250.350.651];bode(num,den);grid由圖：①System：sysFrequency〔rad/sec〕:0.1Magnitude(dB):20②System：sysFrequency〔rad/sec〕:0.992Magnitude(dB):21.1∴初始段斜率:-1.1③System：sysFrequency〔rad/sec〕:14.7Magnitude(dB):1.57∴開環(huán)截止頻率:4.99④System：sysFrequency〔rad/sec〕:10Magnitude(dB):-16.3⑤System：sysFrequency〔rad/sec〕:99.8Magnitude(dB):-75.9∴高頻段斜率:-59.6⑥System：sysFrequency〔rad/sec〕:3.18Phase(deg):-179∴-180°線的穿越頻率:3.18〔2〕由穩(wěn)定裕度命令計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度,求出系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度：num=[10];den=[0.06250.350.651]bode(num,den);sys=tf(num,den)bode(num,den);gri