计算机控制工程实验一实验目的试验目的:1了解计算机控制系统的基本构成结构和掌握计算机控制系统的原理;熟悉计算机控制系统的设计过程。2掌握控制器的设计方法;能够利用最小拍有纹波,最小拍无纹波,大林算法,数字PID四种方法设计数字控制器。并体会四种算法设计的不同。比较不同控制器的设计方法的区别,在编程和仿真的过程中,学习MATLAB软件的使用,通过Matlab工具仿真控制效果,掌握不同控制器的特点;3通过本实验积累在具体控制工程中分析与解决具体问题的能力,并熟悉设计控制系统的过程。4对仿真结果进行分析,体会不同的设计思想,加深对计算机控制系统设计的理解二实验任务实验对象结构:D(z)是待设计的数字控制器,G(s)是被控对象的连续传递函数,Gh(s)是零阶保持器,T为采样周期G(s)有两种:传函G1:传函G2:T=(D(z))使输出Y(t)能够跟踪v(t)参考输入,v(t)有三种:1单位阶跃2单位速度3随动信号:设输入信号包含上升、平顶和下降阶段或改用加速度信号设计4种控制器:1数字PID2大林算法3最小拍(最速跟踪)4最小拍无纹波三数字控制器的设计、实验设计与仿真结果1有纹波的最小拍控制器(1)传函G1的最小有纹波控制器设计广义对象的Z传递函数为:故输入阶跃信号时被控对象为G1(s)的控制器设计对单位阶跃信号,所以, 因为, 且的首项为1,所以有,=1,即则数字控制器为:输入阶跃信号时被控对象为G1(s)的控制器设计: 输入阶跃信号时被控对象为G1(s)的仿真结果:输入速度信号时被控对象为G1(s)的控制器设计对单位速度信号,所以, 因为, 且的首项为1,所以有,=1,即则数字控制器为:输入速度信号时被控对象为G1(s)的控制器设计: 输入速度信号时被控对象为G1(s)的仿真结果:输入随动信号时被控对象为G1(s)的控制器设计设计的随动信号是有单位速度信号叠加而成的,最高阶次为2,设计的控制器与单位速度信号相同。数字控制器为:输入随动信号时被控对象为G1(s)的控制器设计: 输入随动信号时被控对象为G1(s)的仿真结果:(2)传函G2的最小有纹波控制器设计输入阶跃信号时被控对象为G2(s)的控制器设计数字控制器为:输入阶跃信号时被控对象为G2(s)的控制器设计:输入阶跃信号时被控对象为G2(s)的仿真结果为:输入速度信号时被控对象为G2(s)的控制器设计数字控制器为:输入速度信号时被控对象为G2(s)的控制器为:输入速度信号时被控对象为G2(s)的仿真结果为:输入随动信号时被控对象为G2(s)的控制器设计数字控制器为:输入随动信号时被控对象为G2(s)的控制器为:输入随动信号时被控对象为G2(s)的仿真结果为:2无纹波的最小拍控制器(1)传函G1的最小拍无纹波控制器设计广义对象的Z传递函数为:故输入阶跃信号时被控对象为G1(s)的控制器设计对单位阶跃信号,所以, 因为, 于是,因为,,有,所以,则数字控制器为:输入阶跃信号时被控对象为G1(s)的控制器设计: 输入阶跃信号时被控对象为G1(s)的仿真结果:输入速度信号时被控对象为G1(s)的控制器设计对单位速度信号,所以, 因为, 于是,列方程组:解得,所以,则数字控制器为:输入速度信号时被控对象为G1(s)的控制器设计:输入速度信号时被控对象为G1(s)的仿真结果:输入随动信号时被控对象为G1(s)的控制器设计设计的随动信号是有单位速度信号叠加而成的,最大阶次为2,设计的控制器与单位速度信号相同。数字控制器为:输入随动信号时被控对象为G1(s)的控制器设计:输入随动信号时被控对象为G1(s)的仿真结果:(2)传函G2的最小拍无纹波控制输入阶跃信号时被控对象为G2(s)的控制器设计数字控制器为:
计算机控制工程实验报告 来自淘豆网m.daumloan.com转载请标明出处.
