用Matlab画出闭环系统的频域响应,并确定闭环频率响应的峰值和带宽。

时间: 2023-11-22 18:52:34 浏览: 188
为了画出闭环系统的频域响应,需要进行以下步骤: 1. 确定闭环系统的传递函数,即将控制器、被控对象和反馈环路组合起来的传递函数。 2. 利用Matlab中的freqs函数,计算传递函数在指定频率点的幅值和相位角。 3. 利用Matlab中的bode函数,绘制传递函数的幅频响应和相频响应曲线。 4. 从幅频响应曲线中确定闭环频率响应的峰值和带宽。 以下是一个示例代码: ```matlab % 定义控制器、被控对象和反馈环路的传递函数 Kp = 1; Ki = 1; Kd = 1; % PID控制器的三个参数 Gp = tf([1],[1 2 1]); % 二阶惯性系统的传递函数 Gf = tf([1],[1]); % 理想反馈环路的传递函数 Gc = pid(Kp,Ki,Kd); % PID控制器的传递函数 Gs = Gp*Gc/(1+Gp*Gc*Gf); % 闭环系统的传递函数 % 计算传递函数在指定频率点的幅值和相位角 w = logspace(-2,2,100); % 频率范围从0.01到100 [mag,ph] = freqs(Gs.num{1},Gs.den{1},w); % 绘制幅频响应和相频响应曲线 figure; subplot(2,1,1); semilogx(w,20*log10(abs(mag))); % 幅频响应曲线 xlabel('Frequency (rad/s)'); ylabel('Magnitude (dB)'); grid on; subplot(2,1,2); semilogx(w,ph); % 相频响应曲线 xlabel('Frequency (rad/s)'); ylabel('Phase (deg)'); grid on; % 确定闭环频率响应的峰值和带宽 [peak_mag,peak_idx] = max(abs(mag)); peak_freq = w(peak_idx); bw_idx = find(abs(mag) >= 0.707*peak_mag, 1, 'last'); bw_freq = w(bw_idx); disp(['Peak frequency response: ',num2str(peak_freq),' rad/s']); disp(['Bandwidth: ',num2str(bw_freq),' rad/s']); ``` 在上述代码中,我们首先定义了一个二阶惯性系统和一个PID控制器,并将它们组合成了一个闭环系统。然后,使用freqs函数计算了传递函数在100个频率点的幅值和相位角,并使用bode函数绘制了幅频响应和相频响应曲线。最后,使用max和find函数从幅频响应曲线中确定了闭环频率响应的峰值和带宽。

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