對(duì)具有純滯后地一階慣性環(huán)節(jié)地設(shè)計(jì)

1、民族大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制技術(shù)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)名稱：加熱爐系統(tǒng)溫度控制器設(shè)計(jì)目錄一、設(shè)計(jì)題目與要求 4二、設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)圖41、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖42、硬件結(jié)構(gòu)圖5三、電路硬件設(shè)計(jì) 61、電橋電路62、放大環(huán)節(jié)73、濾波電路74、A/D轉(zhuǎn)換器85、D/A轉(zhuǎn)換電路9四、參數(shù)計(jì)算與仿真101、0時(shí)數(shù)字調(diào)節(jié)器 D z的實(shí)現(xiàn)10a無控制作用下系統(tǒng)伯德圖10b、最少拍下調(diào)節(jié)器函數(shù) 12C最少拍下系統(tǒng)伯德圖 14d、 單位階躍響應(yīng)下系統(tǒng)輸出15e、施加階躍干擾信號(hào) 17f、施加隨機(jī)信號(hào)影響 192、T /20.374時(shí)數(shù)字調(diào)節(jié)器Dz的實(shí)現(xiàn)20a無控制作用下系統(tǒng)伯德圖

2、20b、達(dá)林算法下調(diào)節(jié)器函數(shù)23C達(dá)林算法下系統(tǒng)伯德圖未加增益25d、 達(dá)林算法下系統(tǒng)伯德圖加增益26e、 單位階躍響應(yīng)下系統(tǒng)輸出28f、施加階躍干擾信號(hào) 29g、施加隨機(jī)信號(hào)影響 30五、心得與體會(huì)32亠、設(shè)計(jì)題目與要求Ke1、 針對(duì)一個(gè)具有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)G(s)的溫度控制系統(tǒng)和給Ts 1定的系統(tǒng)性能指標(biāo)：工程要求相角裕度為30°60°,幅值裕度6dB要求測(cè)量X圍-50 C200 C % C2、書面設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件布線連接圖，并轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；3、選擇一種控制算法并借助軟件工程知識(shí)編寫程序流程圖；4、 用MATLAB和SIMULINK進(jìn)展仿真分析和驗(yàn)證

3、；對(duì)象確定：K=10*log(C*C-sqrt(C),rand state' ,C),T=rang(1),考慮B =0或T/2兩種情況。5、進(jìn)展可靠性和抗干擾性的分析。二、設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)圖1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖w(t)0哆"數(shù)字控制器u(少保持器u(t)被控過程y(t)其控制過程可描述如下:1) 只有在采樣開關(guān)閉合即采樣的 kT時(shí)刻，才對(duì)系統(tǒng)誤差e(t)的瞬時(shí)值 進(jìn)展檢測(cè)，也就是將整量化了的數(shù)字量e(kT)輸入給計(jì)算機(jī)數(shù)字控制器 這一過程稱為實(shí)時(shí)采集。2) 計(jì)算機(jī)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)e(kT進(jìn)展處理，即依給定的控制規(guī)律數(shù)字控制 器確定該kT采樣時(shí)刻的數(shù)字控制量u(kT)。這一過程

4、稱為實(shí)時(shí)決策。3) 將kT采樣時(shí)刻決策給出的數(shù)字控制量 u(kT轉(zhuǎn)換為kT時(shí)刻生效的模擬控 制量u(t)控制被控對(duì)象。這一過程稱為實(shí)時(shí)控制。2、硬件結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)方案:溫度檢測(cè)環(huán)節(jié)通過溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量溫度并通過差分放大電路放大其信5 / 33號(hào)，之后通過濾波環(huán)節(jié)除去信號(hào)中參雜的高頻干擾，利用偏差信號(hào)進(jìn)展控制。之 后對(duì)信號(hào)進(jìn)展采樣，通過AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入到單片機(jī)中 去處理，單片機(jī)通過程序輸出控制信號(hào)，控制信號(hào)通過 DA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信 號(hào)之后對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)展控制，使被控參數(shù)符合系統(tǒng)的要求。而該系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力，將溫度控制在一定的X圍內(nèi), 由于單片機(jī)強(qiáng)大的算術(shù)

5、運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，使得高精度高性能的調(diào)節(jié)方案可以 通過軟件實(shí)現(xiàn)，并且具有良好擴(kuò)展性（例如功能擴(kuò)展），故本系統(tǒng)理論上可以實(shí)現(xiàn) 良好的控制效果并盡可能地智能化。三、電路硬件設(shè)計(jì)1、電橋電路電橋電路是用來把傳感器的電阻、電容、電感變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流。分直 流電橋和交流電橋，交流電橋主要用于測(cè)量電容式傳感器和電感式傳感器的電容 和電感的變化，直流電橋主要用于電阻式傳感器。我們這里是用熱敏電阻來測(cè)量 溫度的變化，所以先用直流電橋。而電橋可以分為單臂電橋，半橋差動(dòng)和全橋差 動(dòng)。全橋差動(dòng)和板橋差動(dòng)雖然輸出信號(hào)對(duì)電源的影響減小，但增加傳感器的個(gè)數(shù)， 為了節(jié)約本錢，可選擇單臂電橋。電橋電路如下：圖中R5,R

6、6,R7,R聊R2構(gòu)成電橋電路，其中R2起的作用是，在傳感器變化為零時(shí)，調(diào)節(jié)R2使電橋平衡，輸出為零。假設(shè)R5=R6=R7=R8沁橋輸出U。錯(cuò)U。2、放大環(huán)節(jié)由于電橋輸出的信號(hào)十分微弱，所以放大電路采用義用放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)展放大，電路圖如下:其中義用放大電路的放大倍數(shù)為:Uo（1警）善（Ui2山）R2R如上圖所示的放大位數(shù)為 79.5倍。由于放大信號(hào)很微弱，而且電橋輸出電阻較 高，所以義用放大電路的運(yùn)算放大器要求輸入電阻很高，這里可采用場(chǎng)效應(yīng)管組成的輸入電路T1084。3、濾波電路為減少或消除外界干擾，而且溫度變化的頻率很慢，所以我們使用幅頻特性較好 的二階有源低通濾波電路，電路圖如下：圖中C

7、1為0.2uF,C2為100pF,R13=R10=10,氐通濾波器的上限頻率略等于 314HZ, 而且設(shè)定放大倍數(shù)為1。4、A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)題目要求，溫度測(cè)量X圍為50oC 200oC，分辨率為0.2oC，如此測(cè)量是量程為200oC ( 50oC)250OC，再由丫 蠶1250，可得n 1029?？扇 12，即采用12位的ADC和 12位的DAG當(dāng)采用12位ADC進(jìn)展模/數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，其分辨率為 空餐 0.06°C，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足2設(shè)計(jì)要求?？刹捎肁DC574A芯片。電路圖如下：REFIN RDDB0AOVin CSREFOUTDB1DB2BIPOFF DB3DB4DB5DB7DB8DB9D

8、B11AD574A10VIN DB6STS DB101 RDWR打P1.01 P1.1P1.2P0.0r P1.3P0.1P1.4P0.2P1.5P0.3-P1.6P0.4.P1.7P0.5. P2.0P0.6-P2.1P0.7-P2.2.P2.3ALEP2 4、INT1P2.5P2.61 EAP2.7 -8051D0Q0 ID1Q1D2Q2D3Q3D4Q4 LD5Q5D6Q6 1D7Q7Ge|74373201192B18C16OE1OE2A14OE2B1311I卜74138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7158051 的 P0 口作為 AD574A的地址線，P0 口和 P2.0、P2.1、P

9、2.2、P2.3 口作為數(shù)據(jù)線，用于接收獲取 AD574A的轉(zhuǎn)換結(jié)果。P0 口經(jīng)地址鎖存器74373鎖存，并經(jīng)三-八譯碼器74138譯碼后的Y1信號(hào)作為AD574A的片選信號(hào)輸入5、D/A轉(zhuǎn)換電路由上分析，本設(shè)計(jì)需要采用12位的A/D轉(zhuǎn)換器，與之相對(duì)應(yīng)，可采用12 位的D/A轉(zhuǎn)換器DAC1208芯片進(jìn)展模/數(shù)轉(zhuǎn)換。8051 的 P0 口作為 DAC1208的地址線，P0 口和 P2.4、P2.5 P26 P2.7 口作 為數(shù)據(jù)線，用于傳送經(jīng)達(dá)林算法后的運(yùn)算結(jié)果。 P0 口經(jīng)地址鎖存器74373鎖存， 并經(jīng)三-八譯碼器74138譯碼后的Y0信號(hào)作為DAC1208的片選信號(hào)輸入。8051與DAC1

10、208的連接圖如下所示： RDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.0P2.1P2.2P2.3WRPO.OP0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7ALEQ INT1EAP2.4P2.5P2.6P2.774373DOD1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7II"11ABCOE1OE2AOE2B2019131514805174138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y715>74FFrXFER -WR1氈 CS WR2BYTE2DI0 DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7DI8DI9D10DI11RfbIout1I

11、out2OADAC1208Vout四、參數(shù)計(jì)算與仿真由題目要求K 10 In(C*C-sqrt(c),其中C為學(xué)號(hào)后三位，即466,如此有下式：K10 ln(C*C-sqrt(c)10ln(466 466- -466)122.88而Trand (1)0.7479 ；從而考慮0和T20.374兩種情況。1、0時(shí)數(shù)字調(diào)節(jié)器D z的實(shí)現(xiàn)a、無控制作用下系統(tǒng)伯德圖此時(shí)G°(s)122.880.7479s 1使用MATLAB畫出其頻率特性曲線圖，程序如下:>>nu m=122.88;>> den=0.7479,1;>> w=logspace(-1,4);&g

12、t;> bode( nu m,de n, w);>> grid on;>> title（'系統(tǒng) 122.8&（0.7479S+1的 Bode 圖'）BODE圖如下：0無控制作用下系統(tǒng)伯德圖程序: tditor - D :studysy ste mproproai ,mFile £dit Textfell Tols Deug desktop indow kfelpEl MO吟丄 m | 130 Im? Uruw：122. 8g：_den- ：（k 7479 1:1 ogspace（*1, 4）:bode inuiiL den, v

13、>.grid on；title（TSi#沒肓控制作用下：122. 8S/ （3.747&k4-D 的加<k圖'）由上圖可知，系統(tǒng)幅值裕度為無窮（Inf）,相角裕度為90.5deg。相角裕度和 幅值裕度均不符合要求。需要對(duì)此進(jìn)展改良。b、最少拍下調(diào)節(jié)器函數(shù)因?yàn)楸豢貙?duì)象為一階無純滯后環(huán)節(jié)，因此可考慮使用數(shù)字PID算法或者最少拍設(shè)計(jì)方法等進(jìn)展控制器設(shè)計(jì)?，F(xiàn)采用最少拍設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)該對(duì)象的控制器 D(Z)，采樣時(shí)間Ts選擇Ts=0.374s。所為最少拍系統(tǒng)或最少調(diào)整時(shí)間系統(tǒng)， 是指對(duì)如下圖所示的隨動(dòng)系統(tǒng)，在給 定某種典型輸入條件下，設(shè)計(jì)一個(gè)控制規(guī)律Dz，使閉環(huán)系統(tǒng)具有最快的響

14、應(yīng)速度，也就是能在最少個(gè)采樣周期時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確跟蹤輸入給定值，即達(dá)到無靜差的穩(wěn)定狀態(tài)。廣義工業(yè)對(duì)象脈沖傳遞函數(shù)為:數(shù)字控制隨動(dòng)系統(tǒng)G(z)Gh(s)G(s) Z1 eTss?122.88s ' 0.7479s 1122.88(1-z-1)Zs(1-1.337T)122.88(1-z-1)?Zh48.292z-0.60748.292Z 11 0.607Z 1由上式知，L 1,M1,s 0, n 0所以H(z) Z H (z) z 1mo1 H(z) (1 Z1)1解得m0 1所以 H(z) Z 1,1 H(z) 1 Z如此數(shù)學(xué)調(diào)節(jié)器為：1 1D(z)H(z)1 0.607：亠G(z)1 H

15、(z)48.292z 1 z110.607z48.292(1 z 1)10.02070.0126Z1 z 1因此可求得在單位階躍輸入下，系統(tǒng)期望輸出序列:y(z)H(z)R(z)-1-2-3-4-5z z z z z顯然，當(dāng)k 1即第一拍后，y(k) r(k)。也就是經(jīng)過一拍，系統(tǒng)響應(yīng)輸出序 列已準(zhǔn)確跟蹤輸入函數(shù)且在采樣點(diǎn)上的穩(wěn)態(tài)誤差為零。系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:Gk(z) D(z)G(z)H(z)C、最少拍下系統(tǒng)伯德圖使用MATLAB進(jìn)展Bode圖仿真，其程序如下:>> Ts=0.374;>> num=1;>> den=1-1;>> Zk=tf(

16、 nu m,de n,Ts);>> margi n( Zk)可得出伯德圖如下:最少拍下系統(tǒng)伯德圖實(shí)驗(yàn)程序:E Editor D:studysystemprop ro02*mFile Edit Text Go Cell look Debug Desktop Window Help d | a 1h町 0 | 會(huì) 飩 11 直冒 :*g 嚼 I M+1.1冥窗歸Qiff d 寺 n= 1 -1Tf 374.4 - Zk=tf(nua. den¥ Tsl：3 -a ar gin (ZklG -titleC最少節(jié)拍下的EodeSf 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Bode圖由上圖可知，系統(tǒng)幅值裕度為無窮

17、（Inf）,相角裕度為60deg。符合題目要求。d、單位階躍響應(yīng)下系統(tǒng)輸出使用MATLAB進(jìn)展SIMULINK仿真，仿真圖如下：其中輸入階躍響應(yīng)如下:輸入波形圖系統(tǒng)輸出如下:最后拍系統(tǒng)輸出波形圖由上圖可知，系統(tǒng)在第一拍后y(k) r(k)。也就是經(jīng)過一拍，系統(tǒng)響應(yīng)輸出序列已準(zhǔn)確跟蹤輸入函數(shù)且在采樣點(diǎn)上的穩(wěn)態(tài)誤差為零。跟計(jì)算結(jié)果一樣。如此所設(shè)計(jì)系統(tǒng)成立。滿足系統(tǒng)要求。e、施加階躍干擾信號(hào)仿真圖如下:施加干擾信號(hào):施加干擾波形圖圖中輸出波形如下:施加干擾后最少拍系統(tǒng)輸出波形由上圖可看出，系統(tǒng)的抗干擾性能較好，能在系統(tǒng)受到外界干擾后在較短時(shí)間內(nèi) 回到穩(wěn)定值。f、施加隨機(jī)信號(hào)影響為了研究系統(tǒng)跟隨性能優(yōu)

18、劣，在輸入處施加隨機(jī)干擾信號(hào)，并觀察其輸出信號(hào)變化。仿真圖如下：鬥 proODI*XFile Edit View Simulation Format fools 旦ElpD ci R呼獲二定A " T丸：卜xqoh; n. i盡忙1鬥務(wù)H夙US *輸入隨機(jī)信號(hào)ZB 24Q CIZyTrt Q1ZB*:-Sarp*!Ready施加隨機(jī)信號(hào)仿真圖隨機(jī)信號(hào)波形如下:隨機(jī)信號(hào)輸出波形系統(tǒng)輸出波形圖如下:1.2O.P0.4 k0.2357391410施加隨機(jī)信號(hào)最少拍系統(tǒng)輸出波形由上圖可知，最少拍系統(tǒng)跟隨性能好，能準(zhǔn)確地跟上信號(hào)變化由以上分析知當(dāng)°時(shí)，以最小拍來設(shè)計(jì)能夠滿足題目要求，

19、系統(tǒng)能在較少時(shí)間內(nèi)達(dá)到無靜差，并且該系統(tǒng)具有較好的抗干擾性和穩(wěn)定性。2、T/2 0.374時(shí)數(shù)字調(diào)節(jié)器 D Z的實(shí)現(xiàn)a、無控制作用下系統(tǒng)伯德圖此時(shí)，G(s)122.88e0.374s0.7479s 1使用MATLAB畫出其頻率特性曲線圖，程序如下:>> k=122.88;>> den=0.749 1;>> G=tf(k,de n,'i nputdelay',0.374);>> w=logspace(0,2,5);>> margi n( G);>> title('系統(tǒng) 122.88/(0.7479s+

20、1)的 Bode 圖')BODE圖如下:實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)Bode圖:Flgive 1一電申*二一對(duì)一 In-File £drtInwd Iwah覚 nAm Hlp H d SM5|口目 Bede Jn.gnn0科I79IMM4 .lUrAdHiF 悼h喚 i16s由以上圖知，系統(tǒng)幅值裕度為0.421dB,相角裕度為175deg,不符合題目要 求。方案分析與選擇:控制算法效果模擬化數(shù)字PID控制控制復(fù)雜且效果不一定好，當(dāng)B/Tm最大時(shí)間常數(shù)0.5時(shí)，采用常規(guī)PID控制難以得到良好的控制Smith純滯后補(bǔ)償控 制將模型參加到反應(yīng)控制系統(tǒng)中，有延遲的一局部用于抵 消被延遲了B的被控量

21、，無延遲局部反映到調(diào)節(jié)器，讓 調(diào)節(jié)器提前動(dòng)作，從而可明顯地減少超調(diào)量和加快調(diào)節(jié) 過程。但是該方式對(duì)系統(tǒng)受到的負(fù)荷干擾無補(bǔ)償作用， 且控制效果嚴(yán)重依賴于對(duì)象的動(dòng)態(tài)模型精度，特別是純 滯后時(shí)間達(dá)林算法針對(duì)多數(shù)工業(yè)過程具有純滯后特性，解決B /Tm 0.5 時(shí)常規(guī)PID控制的難題，能使被控對(duì)象輸出沒有超調(diào)量 或超調(diào)量很小由于被控對(duì)象具有純延時(shí)特性，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，過渡過程變壞， 且此對(duì)象的純延時(shí)時(shí)間B與對(duì)象慣性時(shí)間常數(shù) T之比為0.5，采用常規(guī)PID算法 難以獲得良好的系統(tǒng)性能，因此使用達(dá)林算法。當(dāng)使用達(dá)林算法求取字調(diào)節(jié)器D(z)時(shí)，必須求得系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù) H(z) ZGh(s)H(s)

22、。而達(dá)林算法目標(biāo)是 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字調(diào)節(jié)器，使得整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為具有純時(shí)延特性的一階慣 性環(huán)節(jié)，其中，純時(shí)延時(shí)間等于工業(yè)對(duì)象的純時(shí)延時(shí)間，因此，我們可以設(shè)-sH(z)- ，其中 為系統(tǒng)的期望閉環(huán)時(shí)間常數(shù)。因達(dá)林算法也是一種零、極s 1點(diǎn)配置的設(shè)計(jì)方法，它適用于廣義對(duì)象含有時(shí)延環(huán)節(jié)、且要求系統(tǒng)沒有超調(diào)量或 超調(diào)量很小的應(yīng)用場(chǎng)合，適當(dāng)放寬采樣周期T和 的取值X圍或取值為同一數(shù)量 級(jí)時(shí)，有利于消除或削弱振鈴現(xiàn)象。如此可取 =0.8。b、達(dá)林算法下調(diào)節(jié)器函數(shù)由以上分析知，帶純時(shí)延特性的一階慣性環(huán)節(jié)如下:G(s)122.88e0.374s0 7479 s 1其中，=0.374 ,!所設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器傳

23、遞函數(shù)如下:H(s)-0.374 s e0.8s 1式中,=0.8 o系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)式中,H(z) ZGh(s)H(s)L (1z1LTs，Ts為采樣周期，取L=2,可得TsT/4/2 0.187 oe(Ts/) 0.7916, 1 e(Ts/1) 0.7896,為期望閉環(huán)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。如此H(z) ZGh(s)H(s)l(10.2084Z1 0.7916Z廣義工業(yè)對(duì)象脈沖傳遞函數(shù)為:1G(z)Gh(s)G(s) Z-Tss0.374 se ?122.88e? 0.7479s 1 122.88(1-z-1)z 2 ?Z1337s(s 1.337)122.88 口 z 2 z(1 e 也 z

24、 (z 1)(z e 1.337T)3122.88(10.779)z11 0.779z27.16z 31 0.779z如此所設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器形式為:D(z)z"(1)G(z)1 z1(1 )z(L1)(1 0.779z(2 "(1 0.7916)122.88(1 0.779)z 31 0.7916z 1 (1 0.7916)z (2 1 0.2084 0.1623Z127.156(1 0.7916z 1 0.2084z 3)0.0077 0.006Z11 0.7916z 1 0.2084z 3因此可求得在單位階躍輸入下，系統(tǒng)期望輸出序列:y(z)H( z)R(z)0.2084

25、z3 ? z1 0.7916z 1 ' z-10.2084zz2-1.7916z 0.79160.2084Z-3 0.3734Z-4 0.504z-5系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:Gk(z) D(z)G(z)H(z)1 H(z)0.2084Z1 0.7916z0.2084zc、達(dá)林算法下系統(tǒng)伯德圖未加增益由以上傳遞函數(shù)，通過 MATLAB求其伯德圖，程序如下:>> Ts=0.187;>> num=0 0 0 0.2084;>> den=1 -0.7916 0 0.2084;>> Zk=tf( nu m,de n,Ts);>> marg

26、i n( Zk)J Figuire 1丿Xfilt E 量 Kirw |n&m Iwla CM&k&op Hfindow Urlp*矗 w9x iao®i 口由上圖可知，在未參加適當(dāng)?shù)谋壤鲆?，系統(tǒng)的幅值裕度為12.6dB,相角裕度為72.5deg,可見該系統(tǒng)并不符合設(shè)計(jì)要求，故需要參加適當(dāng)?shù)谋壤鲆妫档拖到y(tǒng)的相角裕度。d、達(dá)林算法下系統(tǒng)伯德圖加增益對(duì)系統(tǒng)參加一個(gè)比例增益為Ko 2之后，即傳遞函數(shù)變?yōu)?Gk°(z) 2D(z)G (z)H1 H(z)0.4168Z1 0.7916z0.2084z通過MATLAB進(jìn)展仿真，其仿真程序如下:>&g

27、t; Ts=0.187;>> nu m=0 0 0 0.4168;>> den=1 -0.7916 0 0.2084;>> Zk=tf( nu m,de n,Ts);>> margi n( Zk)可得伯德圖如下:! Edit aw _nurt Josfa.Ufindcm lJa 4 * a *：A*如:rt- 1 Jj4i U-s «1 -WQ IB：2 -our-ZO 0 D fl J1K：.-< Fife* D白土1 -< trcnii* T«i3 -K KT | !J1 I實(shí)驗(yàn)bode圖:TcwJt 旦 ac

28、ktap 四 ndinw Hdp它靱指-口 也I 口bdEm審！；!|即曙闿“闔 阿利 Pns 1 *»!> lIRrivr - . i- 7 r iil=i由上圖可知，系統(tǒng)此時(shí)的幅值裕度為6.57dB,相角裕度為54.1deg,均符合題目要求。e、單位階躍響應(yīng)下系統(tǒng)輸出通過Simulink仿真，其仿真圖如下:得出輸出波形如下:由以上圖分析可知，系統(tǒng)相對(duì)于無滯后系統(tǒng)時(shí)會(huì)有一定延時(shí)時(shí)間才能達(dá)到無 靜差，并且系統(tǒng)伴有一定的超調(diào)。但系統(tǒng)最后能在較短時(shí)間內(nèi)跟上輸出， 達(dá)到無 靜差。f、施加階躍干擾信號(hào)通過Simulink仿真，其仿真圖如下:達(dá)林算法下系統(tǒng)仿真圖含增益干擾信號(hào)波形:施加干擾信號(hào)波形圖系統(tǒng)輸出波形圖:由以上分析可知，達(dá)林算法下系統(tǒng)抗干擾性較好，在施加干擾后，能在較短 時(shí)間回到穩(wěn)定狀態(tài)。g、施加隨機(jī)信號(hào)影響通過Simulink仿真，其仿真圖如下:達(dá)林算法施加隨機(jī)信號(hào)仿真圖隨機(jī)信號(hào)波形:系統(tǒng)輸出波形圖:由以上分析知，達(dá)林算法下所設(shè)計(jì)系統(tǒng)在隨機(jī)信號(hào)輸入下，能很好地跟隨其 變化。綜上 T/2 0.374時(shí)，使用達(dá)林算法