計算機控制技術(shù)實驗指導(dǎo)-自動化

計算機控制技術(shù)實驗指導(dǎo)---自動化計算機控制系統(tǒng)實驗指導(dǎo)----自動化自動化系2016.03示波器示波器輸出波形參考程序：CS0832equ08000hcodesegmentassumecs:codestartprocnearmovdx,cs0832moval,0again:outdx,alincaljmpagainstartendpcodeendsendstart實驗步驟：1、按圖接線，對源程序進行編譯；2、運行程序，調(diào)節(jié)示波器，得到鋸齒波形；3、思考如何產(chǎn)生倒鋸齒波、三角波和方波。提示：小于轉(zhuǎn)移指令：JB大于轉(zhuǎn)移指令：JA上條指令結(jié)果為零轉(zhuǎn)移：JZ上條指令結(jié)果非零轉(zhuǎn)移：JNZ實驗三Smith預(yù)估控制算法設(shè)計仿真實驗實驗?zāi)康脑诳刂扑惴▽W(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)給定對象特性設(shè)計smith預(yù)估控制器算法，并利用Matlab軟件進行仿真實驗，同時與PID算法控制算法進行比較，加深對該控制算法的掌握和理解。實驗內(nèi)容和要求設(shè)廣義被控對象為：控制系統(tǒng)框圖為：取T=1、τ=2、T1=2.88，經(jīng)采樣（T=1s）保持后，其廣義對象z傳遞函數(shù)為，而轉(zhuǎn)換為2個單位遲延。控制器參數(shù)：Kp=0.5，Ki=0.2，Kd=0。實驗要求：（1）Smith預(yù)估控制算法，作給定值擾動和外部擾動響應(yīng)實驗，并繪制控制器輸出P和系統(tǒng)輸出y響應(yīng)曲線。（2）被控對象不變，采用理想PID進行給定值擾動和外部擾動響應(yīng)實驗，并繪制控制器輸出P和系統(tǒng)輸出y響應(yīng)曲線。思考和討論（1）分析兩類控制算法對帶遲延對象的控制效果。（2）根據(jù)實驗分析Smith預(yù)估控制算法的優(yōu)點是什么，若采用PID算法解決同類問題效果如何？Matlab輔助設(shè)計軟件根據(jù)實驗要求，按照smith預(yù)估控制算法，在Matlab中建立的仿真結(jié)構(gòu)圖為具體操作步驟：啟動Matlab；2、單擊工具欄中的Simulink仿真圖標(biāo)，進入Simulink仿真環(huán)境新建模塊庫新建模塊庫3、新建仿真結(jié)構(gòu)圖，尋找模塊，拖動到新建仿真結(jié)構(gòu)圖中所涉及模塊的位置：加法器Sum：在Simulink/MathOperations子庫中。離散PID控制器：在SimPowerSystems/ExtraLibrary/DiscreteControlBlocks子庫中。離散傳遞函數(shù)DiscreteTransferFcn：在Simulink/Discrete子庫中。示波器Scope：在Simulink/Sinks模型庫中。階躍信號Step：在Simulink/Sources模型庫中。修改模塊參數(shù)。雙擊模塊，在出現(xiàn)的窗口中設(shè)置參數(shù)。連接模塊。將光標(biāo)移到一個模塊的輸出端(>)按下鼠標(biāo)左鍵拖動鼠標(biāo)到另一個模塊的輸入端(>)，松開鼠標(biāo)左鍵就可以完成兩個模塊的連接。設(shè)置仿真參數(shù)，進行仿真。在Simulation下拉菜單中設(shè)置仿真參數(shù)，單擊工具欄中的StartSimulation圖標(biāo)），計算機開始仿真，示波器可顯示出仿真曲線。7、通過曲線，分析系統(tǒng)性能。實驗四最少拍系統(tǒng)設(shè)計實驗一、實驗?zāi)康模赫莆兆钌倥南到y(tǒng)的設(shè)計方法二、實驗設(shè)備及軟件：微機一臺，MATLAB軟件5.3版本以上三、實驗原理框圖：四、實驗內(nèi)容及要求（1）理想最少拍的設(shè)計設(shè)廣義被控對象為：，T=0.1，經(jīng)采樣離散后要求：設(shè)計單位階躍輸入的最少拍控制器D(z)，繪制y(k)、u(k)響應(yīng)曲線，指出幾拍之后輸出準(zhǔn)確跟蹤輸入。（2）穩(wěn)定性與無波紋設(shè)計設(shè)被控對象為：廣義被控對象：求：(1)單位階躍輸入下的最少拍控制器D(z)、U(z)，繪制y(k)、u(k)響應(yīng)曲線。(2)系統(tǒng)是否穩(wěn)定，為什么？若不穩(wěn)定，試設(shè)計穩(wěn)定的最少拍控制器，并繪出y(k)、u(k)響應(yīng)曲線。(3)輸出響應(yīng)y(k)在采樣點間是否存在波紋？若有波紋，試設(shè)計系統(tǒng)的無波紋控制器，并繪制y(k)、u(k)響應(yīng)曲線。注意：有波紋不穩(wěn)定時控制器為自己先計算出有波紋穩(wěn)定和無波紋穩(wěn)定時控制器。實驗五達林算法仿真實驗一、實驗?zāi)康模涸陔x散系統(tǒng)直接數(shù)字控制算法學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，通過Matlabl軟件仿真實驗，加深掌握達林算法設(shè)計離散控制器的基本思想和方法，進一步理解最少拍與非最少有限拍控制器設(shè)計中存在的局限性。二、實驗設(shè)備及軟件：微機一臺，MATLAB軟件5.3版本以上三、實驗內(nèi)容及要求已知對象模型為：經(jīng)采樣（T=1S）保持后，其廣義對象z傳遞函數(shù)為：設(shè)期望的閉環(huán)響應(yīng)M(z)為時間常數(shù)τ=2s的一階慣性環(huán)節(jié)，并帶有l(wèi)=1個采樣周期的純滯后，即要求：（1）基于達林算法給定的M(z)，設(shè)計控制器D(z)，對單位階躍輸入繪制U(k)和系統(tǒng)輸出y(k)響應(yīng)曲線；（2）設(shè)