实验名称

用

MA

TLAB

进行系统频率特性曲线绘制

实验时间

2014

年

12

月

10

日

学生姓名

实验地点

070312

同组人员

无

专业班级

新能源

1201B

1

、实验目的

1

)熟练掌握使用

MATLAB

命令绘制控制系统奈氏图的方法；

2

)熟练掌握使用

MATLAB

命令绘制控制系统伯德图的方法；

3

)加深理解控制系统奈氏稳定判据的实际应用。

2

、实验主要仪器设备和材料：

计算机一台

matlab

软件

2010a

版本

3

、实验内容和原理：

原理：

(

1

)幅相频率特性曲线，以角频率

w

为参变量，当

w

从

0

变化时，频率特性构成的向

量在复平面上描绘的曲线称为幅相频率特性曲线。

(

2

)奈氏判据，奈氏判据是利用系统开环频率

特性来判断闭环系统稳定性的一个判据，便于研究当系统结构改变时对系统稳定性的影响。

其内容是：反馈控制系统稳定的充分必要条件是当

w

从

-

变到

+

时，开环系统的奈氏判

据

GH

不穿过

(

)

1

0

j

-

，

点逆时针包围临界点

(

)

1

0

j

-

，

的圈数

R

等于开环传递函数的正实部极点数

P

。

(

1

)对于开环稳定的系统，

闭环

系统稳定的充分必要条件是：开环系统的奈氏曲线

GH

不包围

(

)

1

0

j

-

，

点。反之，则闭环系统是不稳定的。

(

2

)对于开环不稳定的系统，有

p

个开环极点位于右半

s

平面，则闭环系统稳定的充分必要条

件是：当

w

从

-

变到

+

时，开环系统的奈氏判据

GH

逆时针包围

(

)

1

0

j

-

，

点

p

次。

内容：

1

)绘制控制系统奈氏图

格式一：

nyquist(num,den)

格式二

:nyquist(num,den,w)

格式三：

[re,im,w]=nyquist(num,den)

a.

开环开环传递函数

(

)

2

10

2

10

G

s

s

s

=

+

+

，绘制其

Nyquist

图。

b.

已知

(

)

(

)

3

2

0.5

2

0.5

G

s

H

s

s

s

s

=

+

+

+

，绘制

Nyquist

图，判定系统的稳定性。

c.

已知系统开环传递函数为

(

)

1

2

(

1)

(

1)

k

T

G

s

s

T

s

+

=

+

，要求：分别作出

1

2

T

T

>

和

1

2

T

T

<

时的

Nyquist

图。