MATLAB语言与控制系统仿真参考答案Word下载.docx

1、 d=conv（ 1.0,conv（ 1,1,10,1）; svs=tf（n.d）Transfer function:1010sA3 + 11 sA2 + s由图上信息可知,幅值裕度为92dB,相角裕度为343度。（3） G（s） =8（10s +1）$（s + lX05s +1）从图上信息可知，幅值裕度为无穷，相角裕度为13.2度。 n=conv（ 10,0.0025,0.1,1）； d=conv（1.0,conv（Ll,0.1J）;0.025 sA2 + s + 10 0.1 sA3 + 1.1 sA2 + s niaigm（sys）Gm = In-f, Pm = 18.5 deg （at

2、 3.05 rad/sec） 100o o o5 5-o o o 91 -3从图上信息可知，幅值裕度为无穷，相角裕度为18.5度。3.已知系统开环传递函数G（s）=（、s（2s +1）（1） 试编程绘制系统的BODE图； n=3; d=conv（l,0,2,l）;2 sA2 + s bode（sys）Frequency （rad/sec）（2）编写程序，根据程序结果完成下表;（00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0429.4213.938.575.864.243.202.491.991.621.340（Q）-101.31-111.80-120.96-128.66-135

3、.00-140.19-144.46-147.99-150.95-153.43 d=conv（l,0,2J）; m,p=bode（sys,0.1:0.1:1.0） m（,J =m（ ,2）=m（,3） =m（j，4） =m（,5）=m（:,6） =,:,7）=,8） =m（,9） =P（：,：,l） =P（J，2） =,3）=P（J，4） =,5）=P（J、6） =P（J，7） =,8）=P（J、9） =PC,：,10） =4已知系统开环传递函数G（s）= 戶 +1） 、7 5（0.5s+1X0.1s2+0.25s +1）试利用bode（sys）命令绘制系统的伯德图（要求带网格线），并通过鼠标在

4、仿真曲线上点击、 滑动，在图上找岀相角为-180时所对应的频率值以及该频率值所对应的分贝数厶（） n=131；d=conv（L0,conv（0.5J,0.1,0.25,1）;bode（sys）;gnd;5010045-50（HP）孙cd270101 10J 101 102图上相角为一 180 =3.5 ； 该频率值所对应的分贝数厶（）=厶（3.5） = 495dB :5己知某系统如图6-14所示图6-14系统的开环传递函数为：G（s）H（s） = G】（s）Gs）= 5（0.15 + 1）仿真程序为：11=2;d=conv（h0,0.1,1）;syso=tf（ii,d）;bode（syso）（

5、2）求取系统的闭坏传递函数并绘制闭环传递函数的极坐标图，并在图上读取与虚轴交 点所对应的频率值。nc,dc=cloop（n,d）;sysc=tf（nc.dc）;nyquist（svsc）;.2O.2o.o.-0.4-0.6-0.8Nyquist DiagramSystem: syscReal: 0.000989Imag: -0.445Frequency （rad/sec）: 4.51-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8Real Axis与虚轴交点所对应的频率值为4.5o6 已知典型二阶系统频域与时域指标间的关系 截止频率 叫= Jjl + 铐4 一2孑假设

6、某典型二阶系统=10,阻尼系数 0J,设增量为0.01,试分别绘制截止频率与关系曲线、相角裕量/与关系曲线、带宽频率，与歹关系曲线。z=0:0.01:l;wn=10;wc=wn*sqrt（sqrt（ 1 +4* 乙八 4）2*z42）;gania=atan（2*z./ sqn（sqil（ 1 +4*z.A4）-2*乙八2）;wb=wn* sqrt（ 1 -2 * 乙/、2）+sqrt（24* 乙八2+4* 乙八 4）; subplot（3J J）;plot（z，wc）;ylabel（截止频率工title（截止频率与阻尼比关系曲线subplot（3,l,2）;plot（z,gaina）;ylab

7、el（湘角裕量）;title（湘角裕量与阻尼比关系曲线?; gnd;subplot（3 丄 3）;plot（z.wb）;ylabelf带宽频率带宽频率与阻尼比关系曲线?；161412860 0 1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.6 0.7 0.8 0.9 17 给定系统0 1 0 00 0 10x（r） +0 0 0 1-62.5 213.8 - 20.42 -541“（f）X =y = 1562 1875 0 0x（/）求系统的幅值裕量和相角裕量，并画出伯德图。A=0 J A0:0Al、o；oe,o J 卜 62 5 厂213.8厂20.42厂 54;B=0:0;l;C=1562J87

8、5,0,0；D=0;sys=ss（ABCQ）;maisin（svs）&己知系统的开坏传递函数为绘制系统的Nyquist曲线，并判别闭坏系统的稳定性。n=20;d=conv（h6,lr3）; sys=tf（nj）;nyquist（svs）;根据奈奎斯特稳定性判据：对于开坏稳定的系统，闭环系统稳定的充分必要条件是开环系统的奈氏曲线 G（je）H（je）不包围（-1J0）点。反之，则闭环系统是不稳定的。对于开坏不稳定的系统，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：8 T8变化时，开环系统的奈氏曲线GgHg逆时针包围（一 1J0） 点P次。结合本题：本题开坏不稳定系统，有1个

9、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Q ： -8 T8变化时，开环系统的奈氏曲线GgHg逆时针包|判（-1, JO）点 1 次。由仿真结果知开环系统的奈氏曲线GgHg逆时针包闱（-1J0）点1次。所以闭 环系统是稳定的。9己知单位负反馈系统的开坏传递函数为 n=l; d=conv（l ,0,conv（ 1,1 ,0.1,1 ）;0.1 sA3 + 1.1 sA2 + s nyquist（sys）对于开坏稳定的系统，闭环系统稳定的充分必要条件是开环系统的奈氏曲线 GgHg 不包围（-1J0）点。对于开坏不稳定的系统，有0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

10、件是当C： 8T8变化时，开环系统的奈氏曲线GgHg逆时针包围（一 1J0） 点P次。对于开坏稳定的系统，闭环系统稳定的充分必要条件是开环系统的奈氏曲线 G（je）H（je）不包鬧（-1,八）点。由仿真结果知开环系统的奈氏曲线GgHg 不包鬧 （-1J0）点。所以闭环系统是稳定的。10.已知系统如图6-15所示，试按照卞表位置关系绘制对应曲线，并求取系统的特征根和 相角裕度。II1#绘图区域：输入信号（/）曲线2#绘图区域：输出信号q （f）曲线3#绘图区域：输入信号/,（/）曲线4#绘图区域：输出信号C2（f）曲线5#绘图区域：输入信号广3（。曲线6#绘图区域：输出信号5（，）曲线7#绘图区

11、域：开环系统伯德图8#绘图区域：开坏系统极坐标图9#绘图区域：系统单位阶跃响应曲线10#绘图区域：系统单位脉冲响应曲线 （1） /;（r） = cos（5r + 45） （2） r2（t） = cos（10f + 45） （3） （Z） = cos（15f + 45） 解：先求出系统的开环传递函数：2 2 4 20_ xS 0.25 + 1 5（0.25 + 1） 5（5 + 5） no=20; do=l,5.0; nc,dc=cloop（no.do）; sys=cloop（no.do） sys =0 0 20 sys=tf（ncjc）20sA2 + 5 s + 20 t=0:20; ul=c

12、os（5*t+pi/4）; u2=cos（10*t+pi/4）; u3=cos（15*t+pi/4）; syso=tf（no.do）; subplot（5,2,l）;plot（t,u 1）; subplot（5,2,2）;lsim（sys,u 1 ,t）; subplot（5,2,3）;plot（t,u2）; subplot（5,2,4）;lsim（sys,u2,t）; subplot（5,2,5）;plot（t ji 3）; subplot（5,2,6）;lsim（sys,u3,t）; subplot（5,2,7）;bode（syso）; subplot（5,2,8）;nyquist（syso）; subplot（5,2,9）;step（sys）; subplot（5,2,10）;impulse（sys）;13rkj003-QEtf-unear Simon Results5 IO 15 31Tine （sec）Linear Malion ResultsOD3-QEtf-Linear SmJation ResultsTire （sec）Myqjist Q8gtenGap） OO6L03 0.6 -04 0? 0Real 恥Impulse ReonseGUImCEri05152 25nu n* 4Tireline （sec）