数控工作台直线运动单元控制系统的建模与仿真分析2

2）、伯德图

3）、奈奎斯特图

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4）、尼柯尔斯图

5）、计算稳定裕度

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分析：从matlab仿真得到的图线可知，该系统稳定，无超调，响应迅速，调节时间为0.05s左右，幅值和相位稳定裕度都非常大，符合系统设计的要求。

4、改变系统结构参数对系统性能的影响

（1）改变输入电压放大倍数 1）、

ApmApm 对系统性能的影响

变大：例如增大为原来的2倍 ，即取4.8，

开环系统的传递函数为：

G(s)?wm(s)Ua(s)?7?Cm?ApmLaJmS?(LaBm?JmRa)S?RaBm?CmCe0.3863?42

?1.51?10s?1.32?102s?0.0082

M文件原始代码如下：

num = [0.3863]; %传递函数分子 den = [1.51e-7,1.33e-4,0.0082]; %传递函数分母 sys = tf(num,den); %建立传递函数 figure(1); % 第1张图

step(sys,'g'); % 阶跃响应，时域图，图线显示为绿色 grid on; %网格线 figure(2); % 第2张图

margin(sys); %求系统的稳定裕度 grid on; %网格线

此时的阶跃响应如下：

稳定裕度计算图：

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由上两图分析可知，当输入电压放大倍数增大时，系统的相应速度比之前快了，但是稳定裕度减小了，也就是在增加快速性的同时牺牲了稳定性。

2）、

Apm 减小：例如减小为1

开环系统的传递函数为：

G(s)?wm(s)Ua(s)?7?Cm?ApmLaJmS?(LaBm?JmRa)S?RaBm?CmCe0.0966?42

?1.51?10s?1.32?102s?0.0082

M文件原始代码如下：

num = [0.0966]; %传递函数分子 den = [1.51e-7,1.33e-4,0.0082]; %传递函数分母 sys = tf(num,den); %建立传递函数 figure(1); % 第1张图

step(sys,'g'); % 阶跃响应，时域图，图线显示为绿色 grid on; %网格线 figure(2); % 第2张图

margin(sys); %求系统的稳定裕度 grid on; %网格线

此时的阶跃响应图如下：

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