发布时间 : 星期日 文章《自动控制原理》实验指导书3new更新完毕开始阅读46ab74e6a88271fe910ef12d2af90242a995ab61
模拟电路图 C r(t) R R Rp R C c(t) 100K 100K - Op1 + R Rp - Op2 + - Op9 + Rp Rp 100K + - Rf 运算放大器的运算功能： （op1）——积分??（op2）——积分???1?,T?RC?； ?Ts??1?,T?RC?； ?Ts?（op9）——反相（-1）； （op6）——反相比例???K,K???Rf??； Ri???n?K1Rf11（rad/s）；???? ?22RiTRC1、选定R、C、Rf值，使?n =1；?=0.2；
2、使用XD5型超低频信号发生器产生正弦波输入信号r(t)=Sin?t稳态时其响应c(t)=Ysin(?t+?)；
3、改变输入信号频率，使?=0.2，0.4，0.6，0.8，0.9，1.0，1.2，1.4，1.6，2.0，3.0rad/s；用函数记录仪测量输入r(t)和输出c(t)。记录曲线序号依次记作①，②，…，⑾ 记录曲线序号 f(Hz) ?(rad/s) A(?) L(?)(dB) ?(?)(deg) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑾ 11
4、根据上述表格所整理的实验数据，在半对数坐标纸上绘制bode图，标出Mr，?r。 5、根据所绘制的bode图分析二阶系统的主要瞬态响应指标标出Mp，ts。 6、改变二阶系统的?n值或?值，重复上述步骤3，4，5，6。
四、绘制系统的频率特性
在MATLAB环境下建立开环系统的数学模型，同系统根轨迹。 在MATLAB环境下绘制开环系统的频率特性。
1、绘制连续系统的幅相(Nyquist曲线)频率特性曲线。
[re,im,w]=nyquist(system)= nyquist(num,den)= nyquist(system,w)= nyquist(num,den,w) 绘制坐标网格线命令：grid on 去除坐标网格线命令：grid off
2、绘制连续系统的对数(Bode图)频率特性曲线。
[mag,phrase,w]=bode(system)=bode(num,den)= bode(system,w)= bode(num,den,w) 绘制对数坐标网格线命令：grid on 去除坐标网格线命令：grid off
3、绘制连续系统的尼柯尔斯(Nichols图)频率特性曲线。
[mag,phrase,w]=nichols(system)= nichols(num,den)= nichols(system,w)= nichols(num,den,w)
绘制Nichols曲线网格线命令：ngrid on
4、在对数(Bode图)频率特性曲线上求增益裕量和相位裕量。
[gm,pm,wcp,wcg]=margin(system)= margin(num,den)= margin(mag,phrase,w) 5、结合作业题绘制系统的频率特性。
7、记录系统的频率特性（Nyquist曲线，Bode图） 例：绘制单位反馈控制系统
G(s)?2s?1
4s2?5s?6的开环幅相频率特性和对数频率特性。
输入命令：a=[2,1];b=[4,5,6];g=tf(a,b);nyquist(g);则绘制出的开环幅相频率特性如下图所示。
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输入命令：a=[2,1];b=[4,5,6];g=tf(a,b);bode(g);则绘制出的开环幅相频率特性如下图所示。
试绘制如下系统的开环幅相频率特性和对数频率特性。
k*1、 GH(s)?
s(s?4)k*2、GH(s)? 2s(s?4)(s?4s?20)k*3、GH(s)?2
s(s?2)(s?5)13
4、GH(s)?k*(s?1)2(s?2)2
五、实验结果
记录上述实验曲线。
六、实验结果分析
1、根据数学模型和频率特性绘制规则绘制概略频率特性； 2、与计算机绘制的频率特性对照，分析误差原因； 3、对实验结果的满意度进行分析； 4、提高精度的方法和措施（或建议）； 5、实验体会。
七、思考题
1、理论计算不同?值时的L(?)和?(?)，并与实验结果进行比较。 2、能否根据实验所得Bode图确定一个二阶系统的闭环传递函数。
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