最少拍无纹波计算机控制系统设计.doc

计算机控制系统设计 - 最少拍无纹波计算机控制系统设计 计算机控制系统设计是指在计算机控制技术课程设计报告中，设计了一种最少拍无纹波计算机控制系统。该系统的设计目的是为了学习并掌握有纹波最少拍控制器的设计和MATLAB实现方法，并研究最少拍控制系统对三种典型输入的适应性及输出采样点间的纹波。 一、设计目的 1. 学习并掌握有纹波最少拍控制器的设计和MATLAB实现方法。 2. 研究最少拍控制系统对三种典型输入的适应性及输出采样点间的纹波。 3. 学习并掌握最少拍无纹波控制器的设计和MATLAB实现方法。 4. 研究输出采样点间的纹波消除方法以及最少拍无纹波控制系统对三种典型输入的适应性。 二、设计分析 （１）准确性要求。系统对某种典型输入，在采样点上无稳态误差，对特定的参考输入信号在到达稳态后系统输出在采样点的值准确跟踪输入信号即采样点上的输出不存在稳态误差。 （２）快速性要求。闭环系统过渡过程最短，即最少采样点数内使采样点上稳态误差趋于零。 （３）稳定性要求。系统输出在采样点上不发散、不振荡，且采样点之间也不能发散，当广义对象G（Z）含单位圆上或圆外零点或极点时，前面两步设计出的Ｄ（z），不能保证稳定性要求。数字控制器必须在物理上可实现且应该是稳定的闭环系统。 三、系统模型 本文采用下图所示的计算机控制系统模型： r(t)c(t)e*(t)D(z)E(z)u*(t)U(z)H0(s)C(z)Gc(s)G(z)R(z)D(S) 其中，Ｄ（z）为数字控制器的脉冲传递函数，H0（S）为零阶保持器，G0（S）为被控对象的传递函数，r（t）为系统输入，C（t）为系统输出。 四、系统设计 本文的设计目的是为了设计一种最少拍无纹波计算机控制系统，该系统的设计需要满足准确性要求、快速性要求和稳定性要求。系统的闭环脉冲传递函数Ｄ（z）为： Ｄ（z）=）(ZRZC=）(GZDZGZD 误差脉冲传递函数Ｅ（z）为： Ｅ（z）=１-Ｄ（z）=）(ZRZE= 数字控制器的脉冲传递函数Ｄ（z）为： Ｄ（z）=）(ZEZU=）(GZDZGZD 对象传递函数G（S）为： G（S）=）１１.０（１０ＳＳ 五、结论 本文的设计目的是为了设计一种最少拍无纹波计算机控制系统，该系统的设计需要满足准确性要求、快速性要求和稳定性要求。系统的闭环脉冲传递函数Ｄ（z）和误差脉冲传递函数Ｅ（z）是系统设计的关键。