matlab实验五、线性控制系统的频域响应分析.ppt

* 1.6 绘图 实验五 线性控制系统的频域响应分析 matlab中关于线性控制系统的频域响应分析的命令。 1、Bode图(bode,margin)； 2、Nyquist图(nyquist)； 3、根轨迹(rlocus)； 1、Bode图 常用命令格式: （1）[mag,phase,w]=bode(num,den) [mag,phase,w]=bode(G) mag:系统Bode图相应的幅值； 幅值可转换为分贝单位mag(dB)=20×lg10(mag)； phase:系统Bode图相应的相角，相角以度为单位； w:角频率矢量； （2） [mag,phase,w]=bode(A,B,C,D） [mag,phase,w]=bode(A,B,C,D,iu） iu：用来指明输入变量的序号； A,B,C,D：为系统的状态空间描述矩阵； （3） [mag,phase,w]=bode(A,B,C,D,iu,w） [mag,phase,w]=bode(num,den,w) w：选定的角频率矢量； 如果只想绘制系统的Bode曲线，可以采用bode (G) 、 bode(num,den) 、 bode(A,B,C,D） 、 等格式进行函数调用。 Matlab提供了用于计算系统稳定裕度的函数margin，命令格式如下： 常用命令格式: [mg,pm,wg,wp]= margin(mag,phase,w) 由幅值mag（不是以dB为单位）、相角phase及角频率w矢量计算系统幅值裕度mg （不是以dB为单位） 、相角裕度pm及相应的相角交接频率wg、截止频率wp [mg,pm,wg,wp]= margin(num,den) [mg,pm,wg,wp]= margin(A,B,C,D) 如果只想绘制带有裕量及相应频率显示的Bode曲线，可以采用margin(G) 等格式进行函数调用。 [例1]系统的开环传递函数为 绘制系统的Bode图，和gm,pm,wg,wp。 以下程序认为选定了频率范围： 2、Nyquist图 常用命令格式: （1）[re,im,w]=nyquist(num,den) [re,im,w]=nyquist(G) re:系统频率特性函数的实部； im:系统频率特性函数的虚部； w:角频率矢量(为正的部分）； （2） [re,im,w]=nyquist(A,B,C,D） [re,im,w]=nyquist(A,B,C,D,iu） iu：用来指明输入变量的序号； A,B,C,D：为系统的状态空间描述矩阵； （3） [re,im,w]=nyquist(A,B,C,D,iu,w） [re,im,w]=nyquist(num,den,w) w：选定的角频率矢量； 如果不需要具体的响应值，只想绘制系统的nyquist曲线，可以采用nyquist (num,den) 、 nyquist (A,B,C,D） 、 nyquist (G) 等格式进行函数调用。 [例2]单位负反馈系统的开环传递函数为： 绘制系统Nyquist曲线。 3、根轨迹的绘制 常用命令格式: （1）[r,k]=rlocus(num,den) [r,k]=rlocus(num,den,k) [r,k]=rlocus(G) r=rlocus(G,k) %增益为k时的闭环极点 k:增益； r:复根位置的矩阵； （2） [r,k]=rlocus(a,b,c,d) [r,k]=rlocus(a,b,c,d,k) 如果只想绘制系统的根轨迹，可以采用rlocus(num,den) 、 rlocus(G) 、 rlocus(a,b,c,d)等格式进行函数调用。 [例3]单位负反馈控制系统的开环传递函数为： 绘制系统根轨迹。 2预习 SIMULINK软件工具的使用方法(实验指导书实验六，实验七）。 *