MATLAB及应用 -第八讲.ppt

dc=1. 第三十页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 eg10. 给出如下系统的开环传递函数，试用MATLAB求取其单位加速度响应。 程序： num=[3];den=[1 4 3 0 0 0]; t=0:0.1:20; y=step(num,den,t); plot(t,y) title(‘Step response’) xlabel(‘Time/s’) 第三十一页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 第三十二页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 6.2 频域分析： 以频率特性作为数学模型来分析、设计控制系统的方法称为频率特性法。它具有明确的物理意义，计算量较小，一般可采用作图方法或实验方法求出系统或元件的频率特性。 常用的作图方法：Bode图，奈奎斯特图 第三十三页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 频域响应常用的Matlab函数： 画Bode图：bode 画奈奎斯特图：nyquist 画尼克尔斯图：nichols 绘制零极点位置：pzmap 计算增益和相位裕度： margin 对于离散系统只需在连续系统对应函数前加d就可以，如dbode，dnyquist,dnichols。调用格式类似。 第三十四页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 （1）Bode图 1. 产生频率向量——横轴 频率向量可由logspace( )函数来构成。此函数的调用格式为 ω=logspace(m,n,npts) 此命令可生成一个以10为底的指数向量(10m∽10n )，点数由npts任意选定。 10m 10n npts 第三十五页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 2.输入画Bode图的命令——纵轴 连续系统的伯德图可利用bode( )函数来绘制，连续系统的调用格式为： bode(sys); bode(sys,w); [mag,phase,w]=bode(num,den) [mag,phase]=bode(num,den,w) [mag,phase,w]=bode(A,B,C,D) [mag,phase,w]=bode(A,B,C,D,iu) 式中num,den和A,B,C,D分别为系统的开环传递函数和状态方程的参数， w为Bode图的频率点。 幅频 相频 第三十六页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 离散系统的调用格式为： [mag,phase,w]=dbode(numz,denz,Ts) [mag,phase]=dbode(numz,denz,Ts,w) [mag,phase,w]=dbode(A,B,C,D,Ts,iu) [mag,phase,w]=dbode(A,B,C,D,Ts,iu,w) 式中numz,denz和A,B,C,D分别为系统的开环传递函数和状态方程的参数，Ts为取样频率,w为Bode图的频率点。 幅频 相频 第三十七页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 3. 显示绘制结果 可以利用下面的MATLAB命令 subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag)) subplot(2,1,2);semilogx(w,phase) subplot把屏幕分成两个部分 semilogx生成半对数坐标图 同一个窗口上同时绘制出系统的Bode图了，其中前一条命令中对幅值向量mag求取分贝(dB)值。 M行 N列 第三十八页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 4.求幅值裕量和相位裕量 　　在判断系统稳定性时，常常需要求出系统的幅值裕量和相位裕量。利用MATLAB控制系统工具箱提供的margin( )函数可以求出系统的幅值裕量与相位裕量，该函数的调用格式为 [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(sys) 或 [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(sys) 式中 Gm和Pm分别为系统的幅值裕量和相位裕量，而Wcg 和Wcp分别为幅值裕量和相位裕量处相应的频率值。 第三十九页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 例5-2 已知二阶系统的开环传递函数为 试绘制系统的开环频率特性曲线 第四十页，编辑于星期二：十七点 四十一分。 k=1.5; ng=1.0; dg=poly([0 -1 -2]); w=logspace(-1,1,100); [m,p]=bode(k*ng,dg,w); subplot(2,1,1); semilogx(w,20*log10(m)); grid;yla