線性定常系統(tǒng)的頻率特性

線性定常系統(tǒng)的頻率特性第1頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實驗?zāi)康?1、學(xué)習(xí)了解Matlab語言的實驗環(huán)境。 2、練習(xí)Matlab命令的基本操作。 3、練習(xí)m文件的基本操作。 4、明確頻率特性的概念及其物理意義。 5、掌握頻率特性的測試方法及原理; 6、掌握頻率特性的表示方法第2頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月對于穩(wěn)定的線性系統(tǒng)，測量其頻率特性就是對被測系統(tǒng)輸入某一頻率的正弦信號，然后測量其穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值比和相位差，每改變一次頻率就得到一組幅值比和相位差。頻率特性測試原理圖如圖所示。輸入線性系統(tǒng)輸出示波器(頻率分析儀)圖頻率特性測試原理圖設(shè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)，則二、實驗原理第3頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月相位差：圖在示波器上測試相位差的示意圖測量幅頻特性時，為了讀取方便，輸入輸出均取峰值。第4頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月三、實驗儀器設(shè)備 1、計算機(jī)。 2、Matlab仿真軟件。第5頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月四、實驗內(nèi)容

1、學(xué)習(xí)了解Matlab語言環(huán)境雙擊桌面上的Matlab圖標(biāo)(或使用其他打開程序的方式)，進(jìn)入Matlab工作界面窗口。在默認(rèn)的情況下，這個界面上有指令窗口(CommandWindows)、歷史指令窗口(CommandHistory)、工作空間窗口(Workspace)等。Matlab工作界面窗口第6頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月在“commandWindow”命令窗口中命令提示符位置鍵入如下命令： help顯示Matlab的功能目錄 helpcontrol閱讀控制系統(tǒng)工具箱命令清單。 helpstep閱讀命令step的幫助文件內(nèi)容。第7頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月2、練習(xí)Matlab命令的基本操作鍵入常數(shù)矩陣輸入命令a=[123]與a=[1;2;3]觀察顯示結(jié)果，比較結(jié)果有何不同。b=[125]與b=[125];觀察顯示結(jié)果，比較顯示結(jié)果有何不同。aa’bb’觀察顯示結(jié)果，比較變量加“’”后的區(qū)別。A=[123;231;321]B=[234;345;456]A+BA*B觀察顯示結(jié)果。觀察歷史指令窗口(CommandHistory)和工作空間窗口(Workspace)。第8頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月已知閉環(huán)傳遞函數(shù)

繪制單位階躍響應(yīng)。在命令窗口中命令提示符位置依次鍵入如下命令：num=[1]den=[111]phi=tf(num,den)step(phi)觀察顯示結(jié)果。第9頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月已知慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)試?yán)L制其Bode圖。鍵入如下命令：bode([2],[11])grid觀察顯示結(jié)果。第10頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月3、練習(xí)m文件的基本操作選擇菜單項中的[File]→[New]→[M-file]，即可打開程序編輯窗口。鍵入如下程序：w=0.1;gs=tf([2],[11]);t=0:0.1:30/w;u1=sin(w*t);y1=lsim(gs,u1,t);plot(w*t,u1,'k',w*t,y1,'r')grid%輸入信號頻率(w=0.1,0.3,1,3,10)%傳遞函數(shù)%時間區(qū)間%正弦輸入信號%給定輸入和時間，輸出的時域仿真%繪圖，黑線-輸入，紅線-輸出%加網(wǎng)格線程序運(yùn)行可以選擇菜單項中的[Debug]→[Run]來執(zhí)行程序，若第1次運(yùn)行時程序未保存，會提示保存，以后每次運(yùn)行時會自動保存程序。若程序不是保存在當(dāng)前路徑下，運(yùn)行時會提示，選擇確定即可。第11頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)行程序后繪制出輸入輸出信號曲線圖。選擇菜單項中的[Edit]→[AxesProperties]可以編輯坐標(biāo)軸的特性，以便更容易讀取圖形數(shù)據(jù)。若將XLimits設(shè)為26.5to27，可讀得相位差約為0.1。若將YLimits設(shè)為1.95to2，可讀得輸出幅值約為1.99。第12頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月依次改變輸入信號頻率，讀取對應(yīng)輸出信號的幅值比和相位差，填寫下表。ω0.10.31310A(ω)L(ω)(dB)φ(ω)(rad)φ(ω)(°)參數(shù)表實驗數(shù)據(jù)記錄參考格式表第13頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月五、實驗報告要求１、按頻率特性測試要求記錄實驗數(shù)據(jù)，