系统建模与仿真实验图.docx
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系统建模与仿真实验图
3.
（1）
分别取0.3，0.5，0.8，2时，系统的bode图绘制：
num=[1];
den=[182738260];
rlocus（num,den）
[r,k]=rlocfind（num,den）
Grid
xlabel（'RealAxis'）,ylabel（'ImaginaryAxis'）
title（'RootLocus'）
选定图中根轨迹与虚轴的交点，单击鼠标左键得：
selected_point=
0.0021+0.9627i
k=
28.7425
r=
-2.8199+2.1667i
-2.8199-2.1667i
-2.3313
-0.0145+0.9873i
-0.0145-0.9873i
3.
（2）
num=[112]；
den=[12324212201000];
rlocus（num,den）
[k,r]=rlocfind（num,den）
grid
xlabel（'RealAxis'）,ylabel（'ImaginaryAxis'）
title（'RootLocus'）
选定图中根轨迹与虚轴的交点，单击鼠标左键得：
selected_point=
0.0059+9.8758i
k=
1.0652e+003
r=
-11.4165+2.9641i
-11.4165-2.9641i
-0.0835+9.9528i
-0.0835-9.9528i
3.（3）
num=[0.051]；
den=[0.00085680.019140.171410];
rlocus（num,den）
[k,r]=rlocfind（num,den）
Grid
xlabel（'RealAxis'）,ylabel（'ImaginaryAxis'）
title（'RootLocus'）
选定图中根轨迹与虚轴的交点，单击鼠标左键得：
selected_point=
0.0237+8.3230i
k=
7.6385
r=
-0.0916+8.4713i
-0.0916-8.4713i
-11.0779+1.2238i
-11.0779-1.2238i
4.2
先令G（s）=1/s,则可得其单位阶跃响应波形图为
然后逐步添加如下：
第一步、添加共轭极点-1+j1和-1-j1得到
G（s）=1/[s（s2+2s+2）]，运行可得其单位阶跃
响应波形为
第二步、添加共轭极点-3+j2和-3-j2得
到G（s）=1/[s（s2+2s+2）（s2+6s+13）]，运
行后可得其单位阶跃响应波形为
（2）通过添加零、极点凑系统
：
先令G（s）=1/（s+1）,则可得其单位阶跃响应波形
然后逐步添加如下：
第一步、添加共轭极点-6+j8和-6-j8得到
G（s）=1/[（s+1）（s2+12s+100）]，运行后可得其
单位阶跃响应波形为
第二步、添加极点-10得到G（s）=1/[（s+
1）（s2+12s+100）（s+10）]，运行后可得其
单位阶跃响应波形为
第三步、添加零点-12得到G（s）=（s+12）/[
（s+1）（s2+12s+100）（s+10）],运行后可得其
单位阶跃响应波形为
（3）通过添加零、极点凑系统
：
先令G（s）=1/s,则可得其单位阶跃响应波形图为
然后逐步添加如下：
第一步、添加极点-1/0.0714得到G（s）=1/
[s（0.0714s+1）],运行后可得其单位阶跃
响应波形为
第二步、添加一对共轭极点，即分子添加项
（0.012s2+0.1s+1）后可得到
G（s）=1/[s（0.0714s+1）（0.012s2+0.1s+1）]
运行后可得其单位阶跃响应波形为
第三步、添加极点-20得到G（s）=1/[s（0.0714
s+1）（0.012s2+0.1s+1）（0.05s+1）]，运行后可得其
单位阶跃响应波形为
4.1
1分别取，0.3，0.5，0.8，2时，系统的bode图绘制：
2.
（1）
Bode图的绘制：
num=[000010]；
den=[524-500]；
bode（num,den）
grid
②Nyquist图的绘制：
num=[000010];
den=[524-500];
[z,p,k]=tf2zp（num,den）;p
p=
0
0
-5.0000
0.2000
③Nichols图的绘制
num=[000010];
den=[524-500]；
[mag,phase]=nichols（num,den）;
plot（phase,20*log10（mag））
ngrid
④Step曲线的绘制
num=[000010];
den=[524-500];
step（num,den）
grid
num=[000088];
1bode曲线的绘制：
num=[000088];
den=[12110015000];
bode（num,den）
grid
②Nyquist曲线的绘制：
num=[000088];
den=[12110015000];
[z,p,k]=tf2zp（num,den）;
nyquist（num,den）
p=
0
0
-15.0000
-3.0000+1.0000i
-3.0000-1.0000i
③Nichols图的绘制：
num=[000088];
den=[12110015000];
[mag,phase]=nichols（num,den）;
plot（phase,20*log10（mag））
ngrid
④Step曲线的绘制
num=[000088];
den=[12110015000];
step（num,den）
grid
①bode曲线的绘制：
num=[0001.3334];
den=[0.00010.0080.1710];
bode（num,den）
grid
②Nyquist曲线的绘制：
num=[0001.3334];
den=[0.00010.0080.1710];
[z,p,k]=tf2zp（num,den）;p
nyquist（num,den）
p=
0
-50.0000
-20.0000
-10.0000
③Nichols图的绘制：
num=[0001.3334];
den=[0.00010.0080.1710];
[mag,phase]=nichols（num,den）;
plot（phase,20*log10（mag）;
ngrid
④Step曲线的绘制
num=[0001.3334];
den=[0.00010.0080.1710];
step（num,den）
grid
num=[0011];
den=[0.1100];
[gm,pm,wcg,wcp]=margin（num,den）;
gm,pm,wcg,wcp
gm=
Inf
pm=
44.4594
wcg=
Inf
wcp=
1.2647
5.3
num0=10;
>>den0=conv（[1,0],conv（[1,1],[1,2]））;
>>w=logspace（-1,1.2）;
>>[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin（num0,den0）;
Warning:
Theclosed-loopsystemisunstable.
>Inlti.marginat89
Inmarginat92
>>[mag1,phase1]=bode（num0,den0,w）;
>>[gm1,pm1,wcg1,wcp1]
ans=
0.6000-12.99191.41421.8020
>>margin（num0,den0）
>>grid;
>>wc=1.41;
>>beit=10;
>>T2=10/wc;
>>lw=20*log10（w/1.41）-4.44;
>>[il,ii]=min（abs（lw+20））;w1=w（ii）;
>>numc1=[1/w1,1];denc1=[1/（beit*w1）,1];
>>numc2=[T2,1];denc2=[beit*T2,1];
>>[numc,denc]=series（numc1,denc1,numc2,denc2）;
>>[num,den]=series（num0,den0,numc,denc）;printsys（numc,denc）
num/den=
31.0168s^2+11.4656s+1
---------------------------
31.0168s^2+71.3593s+1
>>disp（'校正之后的系统开环传递函数为:
'）;printsys（num,den）
校正之后的系统开环传递函数为:
num/den=
310.1682s^2+114.6557s+10
--------------------------------------------------------------
31.0168s^5+164.4098s^4+277.1116s^3+145.7186s^2+2s
>>[mag2,phase2]=bode（numc,denc,w）;
>>[mag,phase]=bode（num,den,w）;
>>[gm,pm,wcg,wcp]=margin（num,den）;
>>subplot（2,1,1）;semilogx（w,20*log10（mag）,w,20*log10（mag1）,'--',w,20*log10（mag2）,'-.'）;
>>grid;ylabel（'幅值（db）'）;title（'--Go,-Gc,GoGc'）;
>>subplot（2,1,2）;semilogx（w,phase,w,phase1,'--',w,phase2,'-',w,（w-180-w）,':
'）;
>>grid;ylabel（'相位（0）'）;xlabel（'频率（rad/sec）'）;
>>title（['校正后:
幅值裕量=',num2str（20*log10（gm））,'db','相位裕量=',num2str（pm）,'0']）;
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