实验五 利用MATLAB 分析相对稳定性
一、【实验目的】
1、了解相对稳定性的含义。
2、掌握利用计算机分析系统的相对稳定性的方法。
二、【实验内容】
1、编程绘制系统包括稳定裕量的奈氏图和伯德图。
2、根据稳定裕量分析系统的稳定性及相对稳定性，求出幅值穿越频率、相位裕量、3、相位穿越频率和幅值裕量等值。
4、已知系统的开环传递函数为
分别求出K=5和K=30时的相位裕量和幅值裕量。
5、求课本88页5-8
三、【程序代码】
%当开环传递函数K=5
h1=tf([5],[1 0]);
h2=tf([1 2],[1 1]);
h3=tf([1],[1 10]);
h=h1*h2*h3;
[num,den]=tfdata(h); %tfdata是模型转换函数，将函数h 转换为tf 格式（即num,den 格式）
[mag,phase,w]=bode(num,den);
subplot(211);
semilogx(w,20*log10(mag));grid;
subplot(212);
semilogx(w,phase);grid;
[gm5,pm5,wcg5,wcp5]=margin(mag,phase,w) %幅值裕量gm 的单位是非dB
l5=20*log10(gm) %把幅值裕量gm 的单位变为dB
pause
%已知某开环传递函数K=30
h1=tf([30],[1 0]);
h2=tf([1 2],[1 1]);
h3=tf([1],[1 10]);
h=h1*h2*h3;
[num,den]=tfdata(h); %tfdata是模型转换函数，将函数h 转换为tf 格式（即num,den 格式）
[mag,phase,w]=bode(num,den);
subplot(211);
semilogx(w,20*log10(mag));grid;
subplot(212);
semilogx(w,phase);grid;
[gm30,pm30,wcg30,wcp30]=margin(mag,phase,w) %幅值裕量gm 的单位是非dB
l30=20*log10(gm) %把幅值裕量gm 的单位变为dB
pause
%课本88页5-8
h1=tf([20],[1 0]);
h2=tf([1 2],[1 2 10]);
h3=tf([1],[1 5]);
h=h1*h2*h3;
[num,den]=tfdata(h); %tfdata是模型转换函数，将函数h 转换为tf 格式（即num,den 格式）
[mag,phase,w]=bode(num,den);
subplot(211);
semilogx(w,20*log10(mag));grid;
subplot(212);
semilogx(w,phase);grid;
[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w) %幅值裕量gm 的单位是非dB
l=20*log10(gm) %把幅值裕量gm 的单位变为dB
四、【运行结果】
图5-1 K=5
gm5 =
8.0017e+005
pm5 =
68.1223 wcg5 =
2.0003e+003 wcp5 =
0.8295
l5 =
118.0636
图5-2 K=30
gm30 =
1.3336e+005 pm30 =
57.4969 wcg30 =
2.0003e+003 wcp30 =
3.2138 l30 =
102.5006
图5-3课本88页5-8
gm =
2.2400
pm =
92.8384 wcg =
3.6761 wcp =
0.9330 l =
7.0050
实验五 利用MATLAB 分析相对稳定性
一、【实验目的】
1、了解相对稳定性的含义。
2、掌握利用计算机分析系统的相对稳定性的方法。
二、【实验内容】
1、编程绘制系统包括稳定裕量的奈氏图和伯德图。
2、根据稳定裕量分析系统的稳定性及相对稳定性，求出幅值穿越频率、相位裕量、3、相位穿越频率和幅值裕量等值。
4、已知系统的开环传递函数为
分别求出K=5和K=30时的相位裕量和幅值裕量。
5、求课本88页5-8
三、【程序代码】
%当开环传递函数K=5
h1=tf([5],[1 0]);
h2=tf([1 2],[1 1]);
h3=tf([1],[1 10]);
h=h1*h2*h3;
[num,den]=tfdata(h); %tfdata是模型转换函数，将函数h 转换为tf 格式（即num,den 格式）
[mag,phase,w]=bode(num,den);
subplot(211);
semilogx(w,20*log10(mag));grid;
subplot(212);
semilogx(w,phase);grid;
[gm5,pm5,wcg5,wcp5]=margin(mag,phase,w) %幅值裕量gm 的单位是非dB
l5=20*log10(gm) %把幅值裕量gm 的单位变为dB
pause
%已知某开环传递函数K=30
h1=tf([30],[1 0]);
h2=tf([1 2],[1 1]);
h3=tf([1],[1 10]);
h=h1*h2*h3;
[num,den]=tfdata(h); %tfdata是模型转换函数，将函数h 转换为tf 格式（即num,den 格式）
[mag,phase,w]=bode(num,den);
subplot(211);
semilogx(w,20*log10(mag));grid;
subplot(212);
semilogx(w,phase);grid;
[gm30,pm30,wcg30,wcp30]=margin(mag,phase,w) %幅值裕量gm 的单位是非dB
l30=20*log10(gm) %把幅值裕量gm 的单位变为dB
pause
%课本88页5-8
h1=tf([20],[1 0]);
h2=tf([1 2],[1 2 10]);
h3=tf([1],[1 5]);
h=h1*h2*h3;
[num,den]=tfdata(h); %tfdata是模型转换函数，将函数h 转换为tf 格式（即num,den 格式）
[mag,phase,w]=bode(num,den);
subplot(211);
semilogx(w,20*log10(mag));grid;
subplot(212);
semilogx(w,phase);grid;
[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w) %幅值裕量gm 的单位是非dB
l=20*log10(gm) %把幅值裕量gm 的单位变为dB
四、【运行结果】
图5-1 K=5
gm5 =
8.0017e+005
pm5 =
68.1223 wcg5 =
2.0003e+003 wcp5 =
0.8295
l5 =
118.0636
图5-2 K=30
gm30 =
1.3336e+005 pm30 =
57.4969 wcg30 =
2.0003e+003 wcp30 =
3.2138 l30 =
102.5006
图5-3课本88页5-8
gm =
2.2400
pm =
92.8384 wcg =
3.6761 wcp =
0.9330 l =
7.0050