自动控制原理系统的频率响应和稳定性(三)解析.doc

实 验 报 告 课程名称 自动控制原理 实验名称 自动控制根轨迹实验 系统的频率响应和稳定性 实验时间 2010 年 12 月 4 日 指导单位 指导教师 学生姓名 班级学号 学院(系) 自动化 专 业 3.0 实验目的 绘制并观察典型开环系统的Nyquist围线。 绘制并观察典型开环系统的Bode 图。 运用Nyquist准则判断闭环系统的稳定性。 初步掌握相关MATLAB指令的使用方法。 预习要求 开环Nyquist曲线、Bode图的基本成图规律。 典型开环系统Nyquist围线的成图规律。 Nyquisi原理和使用要领。 阅读和了解相关的MATLAB指令。 实验内容 （必做内容）使用sisotool交互界面研究典型开环系统的频率特性曲线，并进行闭环系统稳定性讨论。 以下各小题的要求： 根据所给开环传递函数的结构形式，绘制相应的幅相频率曲线和对数幅相频率曲线。 显示出曲线对应的开环传递函数具体表达式。 假如MATLAB指令绘制的幅相频率曲线不封闭，或用文字说明所缺部分曲线的走向，或在图上加以添加所缺曲线；曲线与(-1,j0)点的几何关系应足够清晰，能支持判断结论的导出。 对该开环函数构成的单位负反馈系统的稳定性作出判断，说明理由；假如闭环不稳定，则应指出不稳定极点的数目。 ，其中K , T1 , T2 可取大于0的任意数。 ，其中K , T1 , T2 , T3 可取大于0的任意 ，其中K , T1 可取大于0的任意数。 ，其中。 K 可取大于0的任意数。 ，其中K , T1 可取大于0的任意数。 ，其中K 可取大于0的任意数 ，其中K 可取大于0的任意数。 ，其中K , Ta , Tb 可取大于0的任意数。 3.3实验小结 通过本次实验，掌握了绘制开环系统的Bode图以及Nyquist围线的方法。 使用SISOTOOL交互界面，可以同时观察系统的根轨迹、Bode图以及Nyquist围线，从而判定闭环系统的稳定性。 通过对图形的观察，更加生动形象地了解到系统稳定性的判定。 二阶系统只有在极点都位于S平面的左半平面时才是稳定的，也可以通过Nyquist定理进行判断。 通过本次实验，了解了相关的MATLAB指令。 绘制并观察典型开环系统的Nyquist围线。 6