最小拍系统matlab仿真.doc

最小拍系统MATLAB仿真 在这个课程设计任务书中，我们将学习并掌握最小拍控制器的设计和SIMULINK实现方法。这个设计的目的是研究最少拍控制系统在单位速度信号下的适应性及输出采样点间的纹波。 设计目的 1. 学习并掌握有纹波最少拍控制器的设计和SIMULINK实现方法。 2. 研究最少拍控制系统在单位速度信号下的适应性及输出采样点间的纹波。 设计内容和要求 1. 设计一个系统，其中包括离散控制器、零阶保持器和受控对象。要求：（1）所采用方法的基本思路和计算公式；（2）将所得结果用SIMULINK进行仿真，并将输入、输出和误差三条曲线放置在同一图像内，比较它们的跟随特性；（3）仿真过程及仿真结果分析。 主要参考文献 [1] 夏扬. 计算机控制技术[M]. 北京：机械工业出版社 [2] 顾德英，张健，马淑华. 计算机控制技术[M]. 北京：北京邮电大学出版社 [3] 刘金琨. 先进PID控制及其MATLAB仿真[M]. 北京：电子工业出版社 [4] 张艳兵，王忠庆，鲜浩，计算机控制技术[M].北京：国防工业出版社 [5] 黄一夫，微型计算机控制技术[M]，北京：机械工业出版社 设计原理 最少拍设计，是指系统在典型输入信号（如阶跃信号、速度信号、加速度信号等）作用下，经过最少拍（有限拍）使系统输出的系统稳态误差为零。因此，最少拍控制系统也称为最少拍无差系统或最少拍随动系统，它实质上是时间最优控制系统，系统的性能指标就是系统的调节时间最短或尽可能短，即对闭环Z传递函数要求快速性和准确性。 系统闭环脉冲传递函数 G(z)=Z 系统闭环脉冲传递函数为： φ(z)== 系统误差脉冲传递函数为： φe(z)==1-φ(z)= 数字控制器脉冲传递函数： D(z)== 数字控制器设计 若已知Gc(s)，且可根据控制系统的性能指标要求构造Ф(z)，则根据G(z)=Z=（1-z-1）Z和D(z)==1、闭环Z传递函数Φ(z)的确定；由图1：误差E(z)的Z传递函数为： φe(z)==1-φ(z)= 数字控制器脉冲传递函数： D(z)== 从上式看出，D(z)的求取主要取决于φ(z)，或者φe(z)，φ(z)的选择根据稳、准、快等指标设计。 闭环传递函数原则 1. 由物理可实现性确定将D(z)写成分子分母关于z-1有理多项式次幂相除的形式，即Z传递函数物理可实现的条件是分子关于z-1的幂次低于分母关于z-1的幂次，即m<n。故D(z)的展开式中不会出现z的正幂次项zd，其展开式的最低次幂为z-1。 设计成果形式及要求 课程设计说明书1份设计原理分析1份仿真结果1份。 工作计划及进度 2011年12月5日 收集整理资料，确定控制方案 12月6日—12月7日 SIMULINK进行仿真 12月8日 撰写课程设计说明书 12月9日 答辩系主任审查意见： 签字： 年 月 日