最少拍控制系統(tǒng)

1、相品最少拍控制系統(tǒng)(Simulink 仿真實(shí)驗(yàn))1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求(1) 掌握最少拍有紋波、無(wú)紋波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；(2) 學(xué)會(huì)對(duì)最少拍控制系統(tǒng)的分析方法；(3) 了解輸入信號(hào)對(duì)最少拍控制系統(tǒng)的影響及其改進(jìn)措施。2 .實(shí)驗(yàn)設(shè)備(1)硬件環(huán)境 微型計(jì)算機(jī)一臺(tái)，Pentium4以上各類微機(jī)(2)軟件平臺(tái) 操作系統(tǒng)：Windows2000MATLAB6.0仿真軟件3 .實(shí)驗(yàn)原理最少拍控制是一種直接數(shù)字設(shè)計(jì)方法。所謂最少拍，就是要求閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)于某種特定的輸入在最少個(gè)采樣周期內(nèi)達(dá)到無(wú)靜差的穩(wěn)態(tài)，是系統(tǒng)輸出值盡快地跟蹤期望值的變化。它的閉環(huán)Z傳函具有形式1 12N(z)1z 2Z nZ在這里，N是可能情況

2、下的最小整數(shù)。這一傳函形式表明閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)在N個(gè)采樣周期后變?yōu)榱?，從而意味著系統(tǒng)在N拍之內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。其控制原理如圖1-1:* (z) G G(z) JR»圖1-1最少拍系統(tǒng)控制原理圖(1)輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)；2.1(2)被控對(duì)象為：G n(s)-;s (s 1.252 )(3)采樣周期T=1s。4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟(1)按系統(tǒng)要求計(jì)算 D(Z)為有紋波控制器和無(wú)紋波控制器;(2)按照系統(tǒng)原理圖，在 Simulink下構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖模型；取輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)和單位速度信號(hào)，設(shè)計(jì)控制器，觀察輸入輸出波形，標(biāo)明參數(shù)，打印結(jié)果；(3)觀察系統(tǒng)輸出波形在采樣點(diǎn)以外的波形。(4)比較

3、有紋波與無(wú)紋波系統(tǒng)的區(qū)別，分析其原因。5 .思考與分析(1)最少拍受什么限制而使調(diào)整節(jié)拍增加？(2)無(wú)紋波系統(tǒng)對(duì)控制器有何要求？(3)分析不同輸入信號(hào)對(duì)最少拍控制系統(tǒng)的影響。6 .實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖1-2單位階躍輸入下最少拍有紋波控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)模型圖1-3最少拍有紋波控制一一控制器輸出相品用。3圖1-4最少拍有紋波控制系統(tǒng)輸出圖1-2單位階躍輸入下最少拍無(wú)紋波控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)模型圖1-6最少拍無(wú)紋波控制一一控制器輸出錯(cuò)品 I 09 0.8 07 0G 05 QA 03 02 0 1 0012345678 3f圖1-7 最少拍無(wú)紋波控制一一系統(tǒng)輸出7 .思考與分析 (1)最少拍受什么限制而使調(diào)整節(jié)拍增加？答：最少拍受輸入函數(shù) R (Z)的階數(shù)限制，階數(shù)越高，調(diào)整時(shí)間越長(zhǎng)。(2)無(wú)紋波系統(tǒng)對(duì)控制器有何要求？答：被控對(duì)象G(S)有足夠的積分環(huán)節(jié)；D(Z)必須包含G(Z)中的圓內(nèi)圓外的全部零點(diǎn) N(Z);最少拍無(wú)紋波