典型环节频率特性仿真分析Word格式.docx
《典型环节频率特性仿真分析Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《典型环节频率特性仿真分析Word格式.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
figure
（2）
g1=tf（[k*wn*wn],[12*0.4*wnwn*wn]）;
bode（g1）;
g2=tf（[k*wn*wn],[12*0.8*wnwn*wn]）;
holdon
g3=tf（[k*wn*wn],[12*1.2*wnwn*wn]）;
bode（g2）;
figure
（1）;
step（g1）;
bode（g3）;
figure（3）;
step（g2）;
nyquist（g1）;
step（g3）;
nyquist（g2）;
nyquist（g3）;
五、实验数据记录
（1）比例环节
G（S）=K参数值分别为K1=单位阶跃响应曲线：
1；
K2=2；
K3=3
edutilpm
3
2.8
2.6
2.4
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
StepResponse
00.10.2
0.30.40.50.6
Time（sec）
0.70.8
0.9
Bode图：
BodeDiagram
Frequency（rad/sec）
Nyquist曲线：
-0.8
8642024
000000--sixAyranigamI
-0.500.5
RealAxis
2）积分环节
G（S）=
TiS;
参数值分别为
Ti1=1；
Ti2=2
；
Ti3=
-1
1.522.5
单位阶跃响应曲线：
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
500
Time（sec）
1500
Bode图
）Bd（edutingaM）ged（esah
BodeDiagram
10
NyquistDiagram
sixAyranigam
-2
-4
-6
-8
-10
-0.8-0.6-0.4-0.2
0.2
0.4
0.6
0.8
（3）一阶惯性环节
G（S）=1TcS;
令K不变（取K=1），改变Tc取值：
Tc1=1；
Tc2=2；
Tc3=3
M
Nyquist曲线
0.5
0.3
0.2isx0.1ran0
Im-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-1-0.8-0.6-0.4
4）一阶微分环节
G（S）=1TDS
改变TD取值：
TD1=1
From:
In
（1）3
TD2=2；
TD3=3
In
（2）
50
0.810
0.20.40.60.81
）ged（esahP;
）Bd（edutinga
In
（1）
08642
）1（tuO:
oT
1010
5）典型二阶环节G（S）=
S22nSn2
①令ωn=5，ξ取不同值：
ξ1=0；
ξ2=0.2
令K不变（取K=1），
ξ3=0.5,（0<
ξ<
1）；
ξ4=1；
ξ5=1.2
ξ≥）1；
RealAxisx1015
②令ξ=0，ωn取不同值：
ωn1=1
ωn2=2
2.5
1.5
ed
iltdup1
Am
46
810
12
1416
1820
-180
-225
-270
-315
-360
-1.5
4
sixAyranigamI
5
15
x10
③令ξ=0.216，ωn取不同值：
ωn1=
24
101214
68
00.5
六、实验结果分析
Nyquist图
（1）比例环节的幅频特性、相频特性均与频率无关。
（2）积分环节的幅相频率特性图，在0<
<
的范围内,幅频特性与负虚轴重合。
（3）一阶惯性环节是一个位于第四象限的半圆，圆心为（1/2,0）,直径为1。
若惯性环
节的比例系数变为K，则幅频特性成比例扩大K倍，而相频特性保持不变，即奈氏图仍为一个半圆，但圆心为（K/2,0）,直径为K。
由惯性环节的奈氏图可知，惯性环节为低通滤波器，且输出滞后于输入，相位滞后范围为0o→-90o
（4）由一阶微分环节的奈氏图可知，一阶微分环节具有放大高频信号的作用，输入频率越大，放大倍数越大；
且输出超前于输入，相位超前范围为0o→90o，输出对输入有
提前性、预见性作用。
（5）振荡环节具有相位滞后的作用，输出滞后于输入的范围为0o→-180o；
同时的取
值对曲线形状的影响较大，可分为以下两种情况
1.>
0.707
幅频特性A（）随的增大而单调减小，如图5-12中所对应曲线，此刻环节有低通滤
波作用。
当>
1时，振荡环节有两个相异负实数极点，若足够大，一个极点靠近原点，另
一个极点远离虚轴（对瞬态响应影响很小），奈氏曲线与负虚轴的交点的虚部为1/
（2）≈0，奈氏图近似于半圆，即振荡环节近似于惯性环节
2.0≤≤0.707
当增大时，幅频特性A（）并不是单调减小，而是先增大，达到一个最大值后再减小直至衰减为0。
（1）比例环节可以完全、真实地复现任何频率的输入信号，幅值上有放大或衰减作用；
（）=0o,表示输出与输入同相位，既不超前也不滞后。
（2）表明积分环节是低通滤波器，放大低频信号、抑制高频信号，输入频率越低，对信号的放大作用越强；
并且有相位滞后作用，输出滞后输入的相位恒为90o。
（3）积分环节与理想微分环节的对数幅频特性相比较，只相差正负号，二者以轴为
基准，互为镜象；
同理，二者的相频特性互以轴为镜象。
可见，理想微分环节是高通滤波器，输入频率越高，对信号的放大作用越强；
并且有相位超前作用，输出超前输入的相位恒为90o，说明输出对输入有提前性、预见性作用。
（4）一阶微分环节
1.低频段
在T<
<
1（或<
1/T）的区段,对数幅频特性可以近似用零分贝线表示,为低频渐近线。
2.高频段
在T>
>
1（或>
1/T）的区段,可以近似地认为
高频渐近线是一条斜线,斜率为20dB/dec,当频率变化10倍频时,L（）变化20dB。
转折频率为=1/T。
T
（5）二阶振荡环节
1.低频段
T<
1（或<
1/T）时，L（）20lg1=0dB，低频渐近线与0dB线重合。
T>
1/T）时,并考虑到（0≤≤1），有
L（）-20lg（T）=-40lg（T）=-40lgT-40lgdB
这说明高频段是一条斜率为-40dB/dec的斜线,称为高频渐近线。
升级会员 