自动控制原理MATLAB仿真实验指导书(5)

GC(s)?181307.29(s?38.31)(s?10.26)

(s?61.3?j0.84)(s?61.3?j0.84)在此控制器下分别观察系统的根轨迹和闭环系统阶跃响应曲线。可见，rltool可以作为系统综合的实用工具，在系统设计中发挥作用。

三、实验内容

1．请绘制下面系统的根轨迹曲线

G(s)?G(s)?G(s)?K

s(s2?2s?2)(s2?6s?13)K(s?12)

(s?1)(s2?12s?100)(s?10)K(0.05?1)

s(0.0714s?1)(0.012s2?0.1s?1)同时得出在单位阶跃负反馈下使得闭环系统稳定的K值的范围。

2. 在系统设计工具rltool界面中，通过添加零点和极点方法，试凑出上述系统，并观察增加极、零点对系统的影响。

四、实验报告

1．根据内容要求，写出调试好的MATLAB语言程序，及对应的结果。 2. 记录显示的根轨迹图形，根据实验结果分析根轨迹的绘制规则。

3. 根据实验结果分析闭环系统的性能，观察根轨迹上一些特殊点对应的K值，确定闭环系统稳定的范围。

4．根据实验分析增加极点或零点对系统动态性能的影响。 5．写出实验的心得与体会。 五、预习要求

1. 预习实验中的基础知识，运行编制好的MATLAB语句，熟悉根轨迹的绘制函数rlocus()及分析函数rlocfind(),sgrid()。

2. 预习实验中根轨迹的系统设计工具rltool，思考该工具的用途。

3. 掌握用根轨迹分析系统性能的图解方法，思考当系统参数K变化时，对系统稳定性的影响。 4．思考加入极点或零点对系统动态性能的影响。

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实验四 线性系统的频域分析

一、实验目的

1．掌握用MATLAB语句绘制各种频域曲线。 2．掌握控制系统的频域分析方法。 二、基础知识及MATLAB函数

频域分析法是应用频域特性研究控制系统的一种经典方法。它是通过研究系统对正弦信号下的稳态和动态响应特性来分析系统的。采用这种方法可直观的表达出系统的频率特性，分析方法比较简单，物理概念明确。

1．频率曲线主要包括三种：Nyquist图、Bode图和Nichols图。

1）Nyquist图的绘制与分析

MATLAB中绘制系统Nyquist图的函数调用格式为：

nyquist(num,den) 频率响应w的范围由软件自动设定 nyquist(num,den,w) 频率响应w的范围由人工设定

[Re,Im]= nyquist(num,den) 返回奈氏曲线的实部和虚部向量，不作图

例4-1：已知系统的开环传递函数为G(s)?统的稳定性。

num=[2 6]; den=[1 2 5 2];