南理工控制工程基础实验报告

成绩：

《控制工程基础》课程实验报告

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南京理工大学 2015年12月

《控制工程基础》课程仿真实验

一、 已知某单位负反馈系统的开环传递函数如下 （25分）

G(s)?10

s2?5s?25 借助MATLAB和Simulink完成以下要求：

(1) 把G(s)转换成零极点形式的传递函数，判断开环系统稳定性。

>> num1=[10]; >> den1=[1 5 25];

>> sys1=tf(num1,den1)

零极点形式的传递函数：

由于极点都在左半平面，所以开环系统稳定。

(2) 计算闭环特征根并判别系统的稳定性，并求出闭环系统在0～10秒内的脉冲响应和单位阶跃响应，分别绘出响应曲线。

>> num=[10];den=[1,5,35];

>> sys=tf(num,den); >> t=[0:0.005:10]; >> [y,t]=step(sys,t); >> plot(t,y),grid >> xlabel('time(s)') >> ylabel('output') >> hold on;

>> [y1,x1,t]=impulse(num,den,t); >> plot(t,y1,':'),grid

(3) 当系统输入r(t)?sin5t时，运用Simulink搭建系统并仿真，用示波器观

察系统的输出，绘出响应曲线。

曲线：

二、 （25分）某单位负反馈系统的开环传递函数为：

6s3?26s2?6s?20 G(s)?4 频率范围??[0.1,100]

s?3s3?4s2?2s?2（1） 绘制频率响应曲线，包括Bode图和幅相曲线（Nyquist图）。

>> num=[6 26 6 20];

>> den=[1 3 4 2 2]; >> sys=tf(num,den); >> bode(sys,{0.1,100}) >> grid on

>> clear;

>> num=[6 26 6 20]; >> den=[1 3 4 2 2]; >> sys=tf(num,den);

>> [z , p , k] = tf2zp(num, den); >> nyquist(sys)

（2） 根据Nyquist判据判定系统的稳定性。

P=0 N=0 Z=P+N=0 所以系统稳定

（3） 根据Bode图求出系统的截止频率?c以及幅值裕度与相位裕度。

Matlab语句： Clear；

num=[6 26 6 20]; den=[1 3 4 2 2]; sys=tf(num,den) margin(sys)

图形：

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