一、實驗目的和要求(必填)

1.掌握用MATLAB語句繪制各種頻域曲線。

2.掌握控制系統(tǒng)的頻域分析方法。

二、實驗內容和原理(必填)

頻域分析法是應用頻域特性研究控制系統(tǒng)的一種經典方法。它是通過研究系

統(tǒng)對正弦信號下的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)響應特性來分析系統(tǒng)的。采用這種方法可直觀的表

達出系統(tǒng)的頻率特性，分析方法比較簡單，物理概念明確。

1.頻率曲線主要包括三種:Nyquist圖、Bode圖和Nichols圖。

1)Nyquist圖的繪制與分析

MATLAB中繪制系統(tǒng)Nyquist圖的函數(shù)調用格式為：

nyquist(num,den)頻率響應w的范圍由軟件自動設定

nyquist(num,den,w)頻率響應時的范圍由人工設定

[Re,Im]=nyquist(num,den)返回奈氏曲線的實部和虛部向量，不作圖

①實驗對象：選擇一階慣性其傳函為G(s)=l/0.ls+1

②模擬電路圖

③測量方式：實驗中選擇直接測量方式，用CH1路測輸出測量端，通過移動游標,

測得輸出與信號源的幅值和相位關系，直接得出一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性。

三、主要儀器設備

1.實驗箱

2.MATLAB仿真軟件

四、操作方法與實驗步驟

1.實驗接線:按模擬電路圖3.1-5接線，將信號源單元的“ST”插針與“S”插針斷開,“ST”插針與“+5V”

插針用短路塊短接。信號輸入由信號源正弦波提供，幅值設為

2.直接測量方法(測對象的閉環(huán)頻率特性)

(1)“CIH”路測量圖3.1-5中的信號輸入端，“CH2”路測量圖3.1-5中的4#運放輸出端。

(2)進入儀器功能選擇界面界面，選擇“頻率特性”功能，選擇一組合適的頻率測量點，具如下表所

示:增益(Gain)相移(PhacelX3)在每一個頻車和要點。需要移動酒標，將兩路營標同時發(fā)置在兩路

位號的相部的技峰便谷)處或零點處、來確定西路信號的相位調移，兩路信號的腦值系統(tǒng)將自動實

圖。接稱人城數(shù)據(jù)。重及操作(3),直到所有參數(shù)測量完畢。(4)待所有參數(shù)測量完畢后，點擊“波特

圖按鈕，彈出波特圖富口觀察所離等的波特栗若時某些利量點不滿意，可點擊“返回”清除后重新

輸入，直到達到滿意的改果

3.間接測量方法:(測對象的開環(huán)頻率特性)"CH『路測量圖3.1-5中1#運放輸出端，“CH2”路測量

圖3.1-5中的3*運放輸出端.適當選取測量點(可參考直接測量所測的點)，儀器功能選擇界面中選

擇“頻率特性”，分別錄入各個頻率的誤差和反饋數(shù)據(jù)。測得對象的開環(huán)波特圖.

4.注意：

⑴測量過程中要去除運放本身的反相的作用,即保持兩路測景點的相信關系與運放無關，所以

在測量過程中可能要適當加入反相器，濾除由運放所導致的相位問題。

(2)測量過程中，可能會由于所測信號幅值衰減太大，信號很難讀出，須放大，若放大的比例系數(shù)

不合適，會導致測量誤差較大。所以要適當?shù)卣{整誤差或反饋比例系數(shù)。

頻率⑴角頻率(aFreq)增益(Gain)相移(Phase)

0.1Hz0.628

0.5Hz3.14

1.0Hz6.28

1.5Hz9.42

2.0Hz12.56

3.0Hz18.84

5.0Hz31.4

10Hz62.8

五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

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六、實驗結果與分析（必填）

七、討論和心得

通過本次實驗的學習，我們掌