计算机控制仿真课程设计报告

1、芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆

2、肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀

3、莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄

4、膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁

5、羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅

6、芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀

7、聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄

8、莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈

9、膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂

10、羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇

11、芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄

12、肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈

13、芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂

14、膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆

15、羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁

16、艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅

17、肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂

18、芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆

19、膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀

20、羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅

21、膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿

22、肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃

23、芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀

24、肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄

25、羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿

26、膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃羇羃薃蚆螀莂薂螈肅芈薁袀袈膄薁薀肄肀膇蚂袆羆膆螅肂芄芅蒄袅膀芄薇肀肆芄蝿袃

27、肂芃袁螆莁节薁羁芇芁蚃螄膃芀螅羀聿荿蒅螂羅荿薇羈芃莈蚀螁艿莇袂羆膅莆薂衿肁莅蚄肄羇莄螆袇芆莃蒆肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄莂蒀薃蚇芈葿蚅羂膄蒈螇螅肀蒇蒇羀羆蒇蕿螃芅薆蚁罿膁薅螄螂肇薄蒃 计算机控制仿真课程设计课程设计报告2012年6月28日目录一、引言11.1 计算机控制仿真简介11.2 小组分工1二、数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和仿真实现22.1 基本理论知识22.2 设计要求52.3 总体方案设计52.4 详细设计62.5 调试Simulink仿真112.6 设计总结17三、大林算法计算机控制系统设计及仿真实现183.1 设计要求183.2 总体方案设计183.3 基本理论知识1

28、93.4 详细设计213.5 调试Simulink仿真22四、二阶弹簧阻尼系统的PID控制器设计及其参数整定284.1 设计要求284.2 总体方案设计294.3 基本理论知识294.4 详细设计324.5 设计总结38五、二阶系统串联校正装置的设计与分析395.1 设计要求395.2 基本理论知识395.3 详细设计405.4 调试Simulink仿真445.5 设计总结44六、单级倒立摆的最优控制器设计466.1 设计要求466.2 总体方案设计466.3 基本理论知识476.4 详细设计486.5 调试Simulink仿真556.6 设计总结55七、致谢56八、参考文献56一、引言1.1

29、 计算机控制仿真简介计算机控制仿真技术是近几十年发展起来的一种综合性实验技术，它建立在系统科学、系统建模、控制理论、计算机技术及计算方法等学科的基础上，对系统设计、研究和决策提供了一种先进而有效的手段，并已被广泛应用于工程及非工程领域，取得了显著的成果。MATLAB是一种计算科学软件，利用它可以解决自动控制中遇到的问题。MATLAB的自动控制辅助设计功能，包过建立控制系统的数学模型，Simulink在系统仿真中的应用等。主要有数据可视化、创建用户图形界面和简单数据统计处理等，数据或图形的可视化是进行数据处理或图形图像处理的第一步，它不仅仅是二维，还可以是三维空间。1.2 小组分工二、数字PID

30、闭环直流电机调速控制系统的设计和仿真实现2.1 基本理论知识2.1.1 数字PID的控制算法在模拟调节系统中，PID算法的表达式为：ut=KP+KPTI0te(t)dt+KPTDde(t)dt式中：ut调节器的输出信号；e(t)调节器输入的偏差信号，它等于测量值与给定值之差；KP调节器的比例系数；TI调节器的时间积分常数；TD调节器的时间微分常数。对上式进行离散化，用数字形式的差分方程代替连续系统的微分方程，此时积分项和微分项可用求和及增量式表示：0te(t)dt=j=0kejt=Tj=0ke(j)de(t)dtek-ek-1t=ek-e(k-1)T式中：t=T采样周期；e(k)第k次采样时的

31、偏差值；e(k-1)第k-1次采样时的偏差值；k采样序号，k=0,1,2···u(k)第k次采样时调节器的输出。则有：uk=KPe(k)+KPTTIj=0ke(j)+KPTDek-e(k-1)Tuk-1=KPee(k-1)+KPTTIj=0k-1e(j)+KPTDek-1-e(k-2)T上面两式相减：uk=uk-1+KP(1+TTI+TDT)e(k)-Kp(1+2TDT)e(k-1)+KPTDek-2Tuk=uk-1+KPe(k)-e(k-1)-KIe(k)+KDek-2ek-1+e(k-2)式中：KI=KPTTI积分系数；KD=KpTDT微分系数。位置式PID控

32、制算法：uk-1=KPee(k-1)+KPTTIj=0k-1e(j)+KPTDek-1-e(k-2)T图2-1 位置式PID控制算法结构框图增量式PID控制算法uk=KP(1+TTI+TDT)e(k)-Kp(1+2TDT)e(k-1)+KPTDek-2T图2-2 增量式PID控制算法结构框图2.1.2 PID调节器参数对控制性能的影响1、不同Kp对控制性能的影响(1) 对动态性能的影响比例控制参数Kp加大，使系统的动作灵敏，速度加快；Kp偏大，振荡次数加多，调节时间加长；当Kp太大时，系统会趋于不稳定；若Kp太小，又会使系统的动作缓慢。 (2) 对稳态性能的影响加大比例控制系数Kp，在系统稳定

33、的情况下，可以减小稳态误差提高控制精度，却不能完全消除稳态误差。2、积分控制参数TI对控制性能的影响(1) 对动态性能的影响积分控制参数TI通常使系统的稳定性下降。TI太小系统将不稳定，TI偏小，振荡次数较多，TI太大，对系统性能的影响减少。(2) 对稳态性能的影响 积分控制参数TI能消除系统的稳态误差，提高控制系统的控制精度。但TI太大时，积分作用呆太弱，以至不能减少稳态误差。3、微分控制参数TD对控制性能的影响微分控制可以改善动态特性，如超调量减少，调节时间缩短，允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精度。当TD偏大时，超调量较大，当TD偏小时，超调量也较大，调节时间也较长。2.1.3

34、 采样时间T的选择（1）T越小，随动性和抗干扰性能越好。（2）必须满足采样定理的要求，对于随动系统s10c ，c为系统的开环截止频率。若单路采样时间为s，则采样周期TN，N为测量控制回路数。（3）选择采样周期T太小，将使微分积分作用不明显。 （4）快速系统的T应取小，反之，T可取大些。（5）执行机构动作惯性大时，T应取大些。2.2 设计要求已知某晶闸管直流单闭环调速系统的转速控制器选用 PID控制器，结构如图2-3所示。图2-3 某晶闸管直流单闭环调速系统结构框图要求：1、运用 MATLAB/Simulink 软件对控制系统进行建模并对模块进行参数设置；2、封装PID模块的控制图；3、使用期望

35、特性法来确定 Kp、 Ti、Td以及采样周期 T，期望系统对应的闭环特征根为：-300，-300，-30+j30和-30-j30，观察其单位阶跃响应曲线，得出仿真结果并进行仿真分析；4、记录在改变PID控制某一控制参数（比例系数或积分系数或微分系数）时，该系统对应的阶跃响应曲线的变化，并观察阐述发生这种变化的规律；5、总结P、I、D控制参数的改变对系统控制效果的影响。2.3 总体方案设计首先，运用MATLAB/Simulink软件对控制系统进行建模并对模块进行参数设置，然后使用期望特性法来确定Kp、Ti、Td以及采样周期T，得到期望系统对应的闭环特征根，最后通过改变PID的某一个参数，观察此参

36、数变化对系统的影响。2.4 详细设计2.4.1 模拟PID控制器的设计假设PID控制器的传递函数为：Gs=KP+KIs+KDs 闭环系统的传递函数为：GBs=113120550*(KDs2+KPs+KI)s4+660s3+36810+1357447KDs2+486000+1357447KPs+1357447KI希望的闭环极点为-300，-300，-30+j30，-30-j30，得到的期望特征方程为：Ds=s4+660s3+127800s2+6480000s+126000000两极点方程对应项系数相等，可解得：KP=4.4156KI=119.34KD=0.0671、设计框图 图2-4 Simul

37、ink设计框图封装PID模块的控制图如图2-5所示：图2-5 封装PID模块的控制图2、系统仿真期望的系统的参数设置如图2-6所示：图2-6 期望的系统的参数设置仿真结果如图2-7所示：图2-7 仿真结果2.4.2 数字PID控制器的设计位置式PID控制算法：uk=KPe(k)+KPTTIj=0ke(j)+KPTDek-e(k-1)Tuk-1=KPee(k-1)+KPTTIj=0k-1e(j)+KPTDek-1-e(k-2)T两式相减，得：uk=uk-1+KPe(k)-e(k-1)-KIe(k)+KDek-2ek-1+e(k-2)式中KI=KPTTI积分系数；KD=KpTDT微分系数。由前面算

38、得：KP=4.4156KI=119.34KD=0.06由经验法得到T为0.002s，则：TI=KPKI=0.037TD=KDKP=0.0151、设计框图 图2-8 Simulink设计框图封装PID模块的控制图如图2-9所示：图2-9封装PID模块的控制图2、系统仿真期望的系统的参数设置如图2-10所示：图2-10 期望的系统的参数设置仿真结果如图2-11所示：图2-11 仿真结果2.4.3 仿真结果分析根据仿真结果，我们可以得到数字PID控制器控制的系统输出，超调量为=60%，调节时间ts=0.24s，上升时间td=0.04s。系统可快速达到稳态，但是相对于模拟PID控制器的输出，系统的快速

39、性、稳定性均有一定程度的降低。2.5 调试Simulink仿真改变PID控制某一控制参数（比例系数或积分系数或微分系数）时，系统对应的阶跃响应曲线的变化，并观察阐述发生这种变化的规律。2.5.1 当Kp变化时当Kp=1时：图2-12 当Kp=1时的仿真结果当Kp=8时：图2-13 当Kp=8时的仿真结果当Kp=20时：图2-14 当Kp=20时的仿真结果结论：比例系数只改变系统的增益，对系统的影响主要反映在系统的稳态误差和稳定性上。比例系数KP太小，系统动作缓慢，增大比例系数可提高系统的开环增益，减小系统的稳态误差，但会降低系统的相对稳定性，过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生震荡，使

40、稳定性变差。2.5.2 当Ti变化，即Ki变化时当Ki=1时：图2-15 当Ki=1时的仿真结果当Ki=10时：图2-16 当Ki=10时的仿真结果当Ki=50时：图2-17 当Ki=50时的仿真结果当Ki=150时：图2-18 当Ki=150时的仿真结果当Ki=300时：图2-19 当Ki=300时的仿真结果当Ki=500时：图2-20 当Ki=500时的仿真结果结论：积分控制主要目的使系统无稳态误差。主要改善系统的稳态性能。增大积分时间有利于减小超调，减小震荡，使系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长。2.5.3 当Td变化，即Kd变化时当Kd=0.001时：图2-21 当Kd=0.0

41、01时的仿真结果当Kd=0.01时：图2-22 当Kd=0.01时的仿真结果当Kd=0.05时：图2-23 当Kd=0.05时的仿真结果当Kd=0.10时：图2-24 当Kd=0.10时的仿真结果当Kd=0.5时图2-25 当Kd=0. 5时的仿真结果结论：微分系数能预测误差变化得趋势，能抑制误差的控制作用等于0，避免被控量的严重超调。主要改善系统的动态性能。增大微分时间常数Td（即减小微分系数Kd=Kp/Kd）有利于加快系统的响应速度，使系统超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱。微分系数Kd对系统超调的抑制作用非常明显。2.6 设计总结P、I、D控制参数的改变对系统控制效果的影

42、响。PID控制的结构比较简单，但三个系数有着比较明显的意义：比例控制其直接响应与当前的误差信号，一旦发生误差信号，则控制其立即发生作用以减少偏差，Kp的值增大则偏差将减小，然而这不是绝对的，考虑根轨迹分析，Kp无限增大会使闭环系统不稳定。积分控制器对以往的误差信号发生作用，引入积分环节能消除控制中的静态误差，但Ki的值增大可能增加系统的超调量。积分作用太强也会引起振荡，太弱会使系统存在余差。微分控制对误差的导数，即变化率发生作用，有定的预报功能，有超前调节的作用，能在误差有大的变化趋势时施加合适的控制，Kd的值增大能加快系统的响应速度，减少调节时间。对滞后大的对象有很好的效果。但不能克服纯滞后

43、，使用微分调节可使系统收敛周期的时间缩短。微分时间太长也会引起振荡。三、大林算法计算机控制系统设计及仿真实现3.1 设计要求已知被控对象的传递函数为：Gs=e-ss+1采样周期为T=0.5s，用大林算法设计数字控制器D(z)，并分析是否会产生振铃现象。要求：1、用大林算法设计数字控制器D(z)；2、在 Simulink 仿真环境画出仿真框图及得出仿真结果，画出数字控制；3、绘制并分析数字控制器的振铃现象；4、对振铃现象进行消除；5、得出仿真结果并进行仿真分析；6、程序清单及简要说明；7、撰写设计报告（列出参考文献，以及仿真结果及分析）。3.2 总体方案设计图3-1 系统控制框图z=D(z)G(

44、z)1+D(z)G(z)Dz=1G(z)(z)1-(z)=1-Ge(z)G(z)Ge(z)Gez=E(z)R(z)=1-z=11+D(z)G(z)3.3 基本理论知识3.3.1大林控制算法的设计目标大林控制算法的设计目标是使整个闭环系统所期望的传递函数s相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联，即：s=1Ts+1e-s整个闭环系统的纯滞后时间和被控对象Go(s)的纯滞后时间相同。闭环系统的时间常数为T，纯滞后时间y与采样周期T有整数倍的关系，=NT。3.3.2大林算法的D(z)基本形式（1）被控对象为带有纯滞后的一阶惯性环节带有纯滞后的一阶惯性环节：Gos=Ke-s1+T1s=Ke-NTs1+T

45、1s其与零阶保持器相串联的脉冲传递函数为：Gz=Z1-e-TssKe-s1+T1s=Kz-N-11-e-T/T11-e-T/T1z-1于是相应的控制器形式为：Dz=(1-e-T/T1)(1-e-T/T1z-1)K(1-e-T/T1)1-e-T/T1z-1-(1-e-T/T1)z-N-1（2）被控对象为带有纯滞后的二阶惯性环节带有纯滞后的二阶惯性环节：Gos=Ke-s(1+T1s)(1+T2s)=Ke-NTs(1+T1s)(1+T2s)其与零阶保持器相串联的脉冲传递函数为：Gz=Z1-e-TssKe-NTs(1+T1s)(1+T2s)=K(C1+C2z-1)z-N-1(1-e-T/T1z-1)(

46、1-e-T/T2z-1)C1=1+1T2-T1T1e-T/T1-T2e-T/T2C2=e-T1T1+1T2+1T2-T1(T1e-T/T2-T2e-T/T1)于是相应的控制器形式为：Dz=(1-e-T/T1)(1-e-T/T1z-1)(1-e-T/T2z-1)K(C1+C2z-1)1-e-T/T1z-1-(1-e-T/T1)z-N-13.3.3振铃现象及其抑制（1）定义：控制量以1/2的采样频率（即二倍采样周期）振荡的现象称为“振铃”。这种振荡一般是衰减的。（2）产生原因：如果在U(z)的脉冲传递函数表达式中，包含有在z 平面单位圆内接近-1的实数极点，则会产生振铃现象。 （3）解决办法：令数

47、字控制器中产生振铃现象的极点（左半平面上接近-1的极点）的因子中的z=1，就可以消除振铃现象。3.3.4振铃现象的消除被控对象为一阶惯性环节。当被控对象为纯滞后一阶惯性环节是，数字控制器D(z)为：Dz=(1-e-T/T)(1-e-T/T1z-1)K(1-e-T/T1)1-e-T/Tz-1-(1-e-T/T)z-N-1由此可以得到振铃幅度为：RA=-e-T/T-e-T/T1=e-T/T1-e-T/T于是，如果选择TT1 ，则RA0，无振铃现象；如果选择TT1，则有振铃现象。由此可见，当系统的时间常数T大于或是等于被控对象的时间常数T1时，即可消除振铃现象。将D(z)的分母进行分解可得：Dz=(

48、1-e-T/T)(1-e-T/T1z-1)K(1-e-T/T1)(1-z-1)1+(1-e-T/T)(z-1+z-2+z-N)由上式，z=1处的极点不会引起振铃现象。可能引起振铃现象的因子为：1+(1-e-T/T)(z-1+z-2+z-N)当N=0时，此因子消失，无振铃可能。当N=1时，有一个极点在z=-(1-e-T/T)，当T远小于T时，z-1，即当T远小于T时，将产生严重的振铃现象。当N=时，极点为z=-0.5(1-e-T/T)±0.5j41-e-TT-(1-e-TT)2当T远小于T时，z12±32j，于是z=1-e-TT，有严重的振铃现象。以N=2时为例，数字控制器的

49、形式为：Dz=(1-e-T/T)(1-e-T/T1z-1)K(1-e-T/T1)(1-z-1)1+(1-e-T/T)(z-1+z-2)当T远小于T时，有严重的振铃现象，产生振铃现象的极点为式中的1+(1-e-T/T)(z-1+z-2)，于是令式中z=1，于是该因子变为：1+(1-e-T/T)(z-1+z-2)1+2(1-e-T/T)=3-2e-T/T故消除振铃现象后，D(z)的形式为：Dz=(1-e-T/T)(1-e-T/T1z-1)K(1-e-T/T1)(1-z-1)(3-2e-T/T)3.4 详细设计3.4.1 设计大林控制器已知某控制系统被控对象的传递函数为Gos=e-ss+1则可得T=

50、0.5，T1=1，=1，N=T=2，连同零阶保持器在内的系统广义被控对象的传递函数：Gs=1-e-TssGcs=(1-e-0.5s)e-ss(s+1)其广义对象的z传递函数：Gz=Kz-N-11-e-T11-e-T1z-1=z-31-e-0.51-e-0.5z-1=0.3935z-31-0.6065z-1大林算法的设计目标就是设计一个数字控制器，使整个闭环系统的z传递函数相当于一个带有纯滞后的一阶惯性环节，若=0.1s，则可得：Dz=z-N-1(1-e-T/)1-e-Tz-1-(1-e-T)z-N-11G(z)=1-e-5z-31-e-5z-1-1-e-5z-31-0.6065z-10.393

51、5z-3=2.524(1-0.6065z-1)(1-z-1)(1+0.9933z-1+0.9933z-2)则大林控制器为：Dz=2.524(1-0.6065z-1)1-0.0067z-1-0.9933z-33.4.2 振铃现象分析及消除由D(z)得到振铃幅度为：RA=-e-TT-e-TT1=e-0.5+e-50.6由于RA>0，则有振铃现象。从D(z)得其三个极点为：z1=1，z2=z3=-0.4967±j0.864根据判定结论，z=1处的极点不会引起振铃现象。所以，引起振铃现象的极点为：z2=z3=1-e-T/=1-e-50.99661依据大林消除振铃现象的方法，应去掉分母中

52、的因子(1+0.9933z-1+0.9933z-2)，即令z=1，代入上式即可。此时，Dz=2.524(1-0.6065z-1)(1-z-1)(1+0.9933+0.9933)=0.84511-0.6065z-11-z-13.5 调试Simulink仿真3.5.1大林控制器设计通过前面的分析，我们得到大林控制器为：Dz=2.524(1-0.6065z-1)1-0.0067z-1-0.9933z-3)则Simulink仿真程序如图3-2所示：图3-2 仿真图经过Simulink仿真，我们得到误差曲线、控制量曲线、输出曲线如图3-3所示：图3-3 误差曲线图3-4 控制量曲线图3-5 输出曲线被控

53、系统和等效系统系统输出比较曲线如图3-6所示：图3-6 比较曲线从控制量曲线中，我们发现有轻微的振荡，为了验证是否有振铃现象，我们将控制器的输入端加单位阶跃信号，观察其输出控制量波形，如图3-7所示：图3-7 控制器在单位阶跃输入作用下的输出控制量波形从上图，我们观察到，数字控制器的输出以接近2T的周期大幅度上下摆动。因此该控制器有振铃现象，需要消除振铃。3.5.2 消除振铃现象根据前面分析的结果，为了消除振铃，我们将控制器设置为：Dz=0.8451(1-0.6065z-1)(1-z-1)则Simulink仿真程序如图3-8所示：图3-8 仿真程序此时我们观察修正后的控制器在单位阶跃输入作用下

54、的输出控制量波形，如图3-9所示，我们发现，控制器的输出不再以接近2T的周期大幅度上下摆动，振铃现象被消除。图3-9 修正后的控制器在单位阶跃输入作用下的输出控制量波形图3-10、3-11、3-12分别显示的误差曲线、控制量曲线、输出曲线：图3-10 误差曲线图3-11 控制量曲线图3-12 输出曲线被控系统和等效系统系统输出比较曲线如图3-13所示：图3-13 比较曲线从本题我们得到以下结论，从图3-13我们看到虽然振铃现象已消除，但是系统的快速性有所降低，系统需要更长的时间达到稳态，而未消除振铃之前，系统能够迅速达到稳态，但是由于存在振铃，会降低设备的寿命，因此实际生产过程中，我们往往需要

55、多方面考虑问题，避免顾此失彼。四、二阶弹簧阻尼系统的PID控制器设计及其参数整定4.1 设计要求考虑弹簧阻尼系统如图4-1所示，其被控对象为二阶环节，传递函数G(s)如下，参数为M=1kg，b=2N.s/m，k=25N/m，F(s)=1。图4-1 弹簧阻尼系统示意图弹簧阻尼系统的微分方程和传递函数为：Mx+bx+kx=FGs=X(s)F(s)=1Ms2+bs+k=1s2+2s+25图4-2 闭环控制系统结构图要求完成：1、控制器为P控制器时，改变比例带或比例系数大小，分析对系统性能的影响并绘制相应曲线；2、控制器为PI控制器时，改变积分时间常数大小，分析对系统性能的影响并绘制相应曲线；(当kp=50时，改变积分时间常数)3、设计PID控制器，选定合适的控制器参数，使阶跃响应曲线的超调量%<20%,过渡过程时间ts<