控制工程实验

科目：控制工程姓名：颜人帅
班级学号:102012237
一：典型环节的奈奎斯特曲线和波德曲线：
1：比例环节的(K=6)
（1）奈奎斯特曲线：
运行程序：
num=[6];
den=[1];
nyquist(num,den)
grid;
gtext('如图1-1.1')
运行结果：如图1-1.1
（2）波德曲线：
运行程序：
num=[6];
den=[1];
bode(num,den)
grid
gtext[‘如图1-1.2’]
运行结果：如图1-1.2
2：积分环节：
（1）奈奎斯特曲线：
运行程序：
num=[1];
den=[1 0];
nyquist(num,den)
grid
gtext('如图1-2.1')
运行结果：如图1-2.1
（2）波德曲线：
运行程序：
num=[1];
den=[1 0];
bode(num,den)
grid
gtext('如图1-2.2')
运行结果：：如图1-2.2
3：微分环节（理想）：
（1）奈奎斯特曲线：
运行程序：
num=[1 0];
den=[1];
nyquist(num,den)
grid
gtext('如图1-3.1')
运行结果：如图1-3.1 （2）波德曲线：
运行程序：
num=[1 0];
den=[1];
bode(num,den)
grid
gtext('如图1-3.2')
运行结果：如图1-3.2
4：惯性环节：(T=5)
（1）奈奎斯特曲线：
运行程序：
num=[1];
den=[5 1];
nyquist(num,den)
grid
gtext('如图1-4.1')
运行结果：
如图1-4.1
（2）波德曲线：
运行程序：
num=[1];
den=[5 1];
bode(num,den)
grid
gtext('如图1-4.2')
运行结果：
如图1-4.2
5：导前环节(T=5)：
（1）奈奎斯特曲线：
运行程序：
num=[1 5];
den=[1];
nyquist(num,den)
gtext('如图1-5.1')
运行结果：如图1-5.1 （2）波德曲线：
运行程序：
num=[1 5];
den=[1];
bode(num,den)
grid
gtext('如图1-5.2')
运行结果：
如图1-5.2
6：振荡环节(Wn=10, =0.1,0.5,1)：
（1）奈奎斯特曲线：
运行程序：
num=[10*10];
den=[1 2*10*0.1 10*10];
nyquist(num,den)
grid
hold on
num=[10*10];
den=[1 2*10*0.5 10*10];
nyquist(num,den)
num=[10*10];
den=[1 2*10*1 10*10];
gtext('如图1-6.1')
运行结果：如图1-6.1
运行程序：
num=[10*10];
den=[1 2*10*0.1 10*10];
bode(num,den)
grid
hold on
num=[10*10];
den=[1 2*10*0.5 10*10];
bode(num,den)
num=[10*10];
den=[1 2*10*1 10*10];
bode(num,den)
gtext(['§=0.1';'§=0.1'])
gtext(['§=1'])
gtext(['§=0.1';'§=0.1'])
gtext(['§=1'])
运行结果：如图1-6.2
二：绘制教材对应例题的奈奎斯特曲线或波德曲线：
1.例4.13
奈奎斯特曲线：
运行程序：
num=[1];
den=[1 0.6 1];
nyquist(num,den)
grid
运行结果：如图
2.例4.14
波德曲线：
运行程序：
num=[1];
den=[1 6 30 0 ];
bode(num,den)
grid
运行结果：如右图
3.例
4.15
波德曲线：
运行程序：
num=[1 1];
den=[1 2.5 9 0 0];
margin(num,den)
grid
运行结果：如右图
4.例4.16
波德曲线：
运行程序：
num=[100];
den0=conv([1 2 16],[1 3 0]);
den=conv(den0,[1 2.5 9 ]);
sys=tf(num,den) grid
运行结果：如右图
5.例4.17
波德曲线： 运行程序： ka=65; kv=0.0018; wv=120; bv=0.5;
wh=65; bh=0.15; kh=95;
k=ka*kv*kh*wv*wv*wh*wh;
num=[k];
den=conv([1 2*bv*wv wv*wv 0],[1 2*bh*wh wh*wh]); sys=tf(num,den); margin(sys) grid
运行结果：如右上图
三：求取控制系统的开环传递函数为：)
5)(1()()(++=
s s s K s H s G 的系统的幅值裕度和 相位
裕度，（其中K=10，100，40，50，60，80）。

1. 取K=10，其系统的开环频率特性运行程序为：
k=10;
num=[k];
den=conv([1 1 0],[1 5]); sys=tf(num,den); margin(sys) grid
gtext('如图3-1') 运行结果：如图3-1
图像分析：由图可知，系统相位裕度 4.25w c =）（γ，幅值裕度为B d 54.9k g =，幅值穿越频率
s /rad 23.1w c =。

2. 取K=40，其系统的开环频率特性运行程序为：
k=40; num=[k];
den=conv([1 1 0],[1 5]); sys=tf(num,den); margin(sys) grid
gtext('如图3-2') 运行结果：如图3-2
图像分析：由图可知，系统相位裕度
02
.6-w c =）（γ，幅值裕度为
B
d 5.2-k g =，幅值穿越频率
s
/rad 57.2w c =。

3.取K=10，其系统的开环频率特性运行程序为：
k=50;
num=[k];
den=conv([1 1 0],[1 5]); sys=tf(num,den); margin(sys) grid
gtext('如图3-3') 运行结果：如图3-3
图像分析：由图可知，系统相位裕度
5.10-w c =）（γ，幅值裕度为B d 44.4-k g =，幅值穿越频率
s /rad 86.2w c =。

4.取K=10，其系统的开环频率特性运行程序为：
k=60; num=[k];
den=conv([1 1 0],[1 5]); sys=tf(num,den); margin(sys) grid
gtext('如图3-4') 运行结果：如图3-4 图像分析：由图可知，系统相
位裕度 1.14-w c =）（γ，幅值裕度为B d 02.6-k g =，幅值穿越频率s /rad 11.3w c =。

5.取K=10，其系统的开环频率特性运行程序为：
k=80;
num=[k];
den=conv([1 1 0],[1 5]); sys=tf(num,den); margin(sys) grid
gtext('如图3-5') 运行结果：如图3-5
图像分析：由图可知，系统相位裕度
6.19-w c =）（γ，幅值裕度为B d 52.8-k g =，幅值穿越频率
s /rad 54.3w c =。

6. 取K=10，其系统的开环频率特性运行程序为：
k=100;
num=[k];
den=conv([1 1 0],[1 5]); sys=tf(num,den);
10 margin(sys)
grid
gtext('如图3-6')
运行结果：如图3-6
图像分析：由图可知，系统相位裕度 7.23-w c =）（γ，幅值裕度为B d 52.8-k g =，幅值穿
越频率s /rad 54.3w c =。