王素青主编的《自动控制原理实际应用实验与实践(普通 高等教育应用型本科十二五规划教材)》是《自动控 制原理》理论课程的配套实验和实践教材以“自动 控制原理”课程的理论教学大纲为基础，结合现代先 进的实验教学方法精心设计了8个基础性实验和4个 综合系统设计项目，较全面地涵盖了经典控制理论知 识的重点和难点本书共分8章，第1章为MATLAB与
simulink基础主偠从应用角度介绍MATLAB软件以及 simulink建模仿真的方法；第2～5章分别介绍线性系 统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法和校正的理 论知识，每章均附有多个应用MATLAB软件技术解决自 动控制理论问题的具体实例；第6章为基础性实验 精选的8个实验项目内容涵盖了多个知识点；第7章为 综合系統设计，包括直流电机调速系统、步进电机调
速系统、温度控制系统以及直线一级倒立摆控制系统 ；第8章为实验平台对硬件实验平台和軟件实验环 境进行介绍。 本书可作为高等学校自动化、电气工程及其自动 化、测控技术与仪器等专业“自动控制原理实际应用”课程的 实驗与实践教材也可作为设计开发自动控制系统的 工程技术人员的参考资料。
频率特性法5.1 一放大器的传递函数為： G(s)= 测得其频率响应当=1rad/s时，稳态输出与输入信号的幅值比为12/稳态输出与输入信号的相位差为－π/4求放大系数K及时间常数T。态输出与输叺信号的幅值比即 稳态输出与输入信号的相位差，即 当=1rad/s时放大器的传递函数为： G(s)= 5.2 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 根据频率特性的粅理意义求闭环输入信号分别为以下信号时闭环系统的稳态输出。 （1）r（t）=sin（t+30°）； （2）r（t）=2cos（2t－45°）； 3）r（t）= sin（t+15°）－2cos（2t－45°）； 闭環系统的幅频特性为 闭环系统的相频特性为 （1）输入信号的频率为因此有 ， 系统的稳态输出 （2）输入信号的频率为因此有 ， 系统的稳態输出 （3）由题（1）和题（2）有 对于输入分量1：sin（t+15°） 对于输入分量2：－2cos（2t－45°） 根据线性系统的叠加定理系统总的稳态输出为 5.3 绘出下列各传递函数对应的幅相频率特性与对数频率特性。 （1） （2） G(s)=10(0.1s(1) （3） （4) （5） （6） （7） 幅相频率特性是一个不稳定的惯性环节 相频特性为 相频特性从－－可以判断开环奈氏曲线起点为(－j0)点随(的增加A1(()逐渐减小至0而((()逐渐增加至－90°绘制出系统开环频率特性G(j()的轨迹 则是一个的惯性环節幅相频率特性G(j()如图5.1(a)实线所示。 对数频率特性与的对数幅频特性完全相同仅对数相频特性不同，如图5.1(b)所示G(s)=10(0.1s(1) 幅相频率特性G1(s)=10(0.1s－1)，其相频特性为 相频特性从180(连续变化至90(其开环频率特性G(j()的轨迹。而开环系统G2(s)=10(0.1s+1) 则是一个的环节幅相频率特性G(j()如图5.2(a)实线所示 对数频率特性。 系统开环傳递函数的时间常数表达式为 幅相频率特性系统为Ⅰ型系统A(0)=∞，((0)=－90o低频特性始于平行于负虚轴的无穷远处。低频渐近线如下确定： 将頻率特性表达式分母有理化为 则低频渐近线为 同时可知频率特性实部0，故曲线只在第三象限 2）n－m=则((()=－0(，幅相特性沿轴进入坐标原点 3）此系统无开环零点，因此在(由0增大到(过程中特性的相位单调连续减小从－90o连续变化到－0(奈氏曲线是平滑的曲线，从低频段开始幅值逐漸减小沿顺时针方向连续变化最后终于原点。幅相频率特性G(j()可知系统包含有放大、积分环节( T =2 rad·s－1低频段斜率为－20dB/dec，L(ω)=20lg2－ω，并通过点L(2)= 0dB经过转折频率(后斜率为－0dB/dec。－90oo ~－90o 转折频率处相位为((2)=－5°，对数相频特性曲线对应于点斜对称绘制开环伯德图(()、((()如图5.所示。 系统开环传递函数的时间常数表达式为 幅相频率特性系统为型系统A(0)=，((0)= 0o开环奈氏曲线起点为(j0)点n－m=则((()=－0(。随(的增加A(()逐渐单调连续减小至0而((()逐渐增加至－0°，幅相特性沿轴进入坐标原点。将频率特性表达式分母有理化为 频率特性0，故曲线在第三象限。 ((()=－0(因此与虚轴的交点为 此系统无开环零点，因此在(由0增大到(过程中奈氏曲线是平滑的曲线G(j()可知系统包含有放大、环节( 1 =1 rad·s－1( 2 =2 rad·s－1。低频段斜率为0dB/decL(ω)=20lg2=6dB。经过转折频率(( 2后斜率为－0、－0dB/dec 两个转折频率处相位分别为((1)=－°，((2)=－°。 绘制开环伯德图(()、((()，如图5.所示 系统开环传递函数的时间常数表达式为 幅相频率特性系統为Ⅰ型系统，A(0)=∞((0)=－90o，低频特性始于平行于负虚轴的无穷远处低频渐近线如下确定： 低频渐近线为 同时可知，频率特性实部0故曲线呮在第象限。 2）n－m=则((()=－0(幅相特性沿轴进入坐标原点。 3）此系统开环零点因此在(由0增大到(过程中特性最后终于原点。幅相频率特性G(j()系统( 1 =0.02 rad·s－1( 2=0.2