试验三最小拍控制系统

1、word实验三： 最小拍控制系统一、 实验目的：1建立计算机最小拍控制系统的一般概念；2掌握有纹波最小拍控制器的设计方法 3观察无纹波最小拍控制器的设计方法；4了解最小拍控制器的优缺点；5掌握最小拍控制系统的改良方法。二、 实验内容： 图1采样周期为T=0.1s1. 针对图一所示的计算机控制系统,考虑输入为单位速度信号时，进行计算机控制算法D(Z)设计，编程实现最小拍有纹波系统；第一步：求D(Z)num=5;den=1 1 0;n,d=c2dm(num,den,0.1,'zoh')n = 0 0.0242 0.0234d =1.0000 -1.9048 0.9048第二步： c

2、lear;clcTs=0.1;Q=5;Gs=tf(5,1 1 0);Gz=c2d(Gs,0.1,'zoh');Qz=tf(2 -1,1 0 0,0.1);Dz=Qz/(1-Qz)*Gz;Qz1=minreal(Dz*Gz/(1+Dz*Gz);%单位速度输入t=0:0.1:Q;u=t;plot(0:0.1:Q,u,'r*');hold onyt=lsim(Qz1,u,t,0);plot(0:0.1:Q,yt);z=tf(1,1 0,0.1);Rz=0.1*z/(1-z)2;E2=(1-Qz)*Rz*Qz1;yt1=lsim(E2,u,t,0);plot(0:0.1

3、:Q,yt1);2. 讨论纹波的生成原因，编程实现最小拍无纹波系统； 由于控制信号u(t)的变化引起输出的波动，因此只要使得u(t)以最少的周期到达恒定，即u(t)的过渡过程在有限拍结束，就可以使采样点间不波动。要求以u(t)为输出的闭环传递函数为有限项。Step 1:广义对象的脉冲传递函数Gs=tf(5,1 1 0);Gz=c2d(Gs,0.1,'zoh')Transfer function: 0.02419 z + 0.02339-z2 - 1.905 z + 0.9048 Sampling time: 0.1化简得：Step 2：闭环脉冲传递函数由最小拍条件，在单位速度信

4、号输入下 ， 因无波纹时，要求比有波纹时增加一阶，由Dz的可实现条件，是Dz的零点数应不大于其极点数，所以也应提高一阶。在要求最小拍条件下，应选择其中c待定。故可得令上两式对应项系数相等，解出a=1.267, , 所以得： 编程绘制无纹波系统如下：clear;clcTs=0.1;Q=2;Gs=tf(5,1 1 0);Gz=c2d(Gs,0.1,'zoh');z1=tf(1,1 0,0.1);Qz=1.267*z1*(1+0.9669*z1)*(1-0.598*z1);Qe=(1-z1)2*(1+0.733*z1)Dz=Qz/Qe*Gz;Qz1=minreal(Dz*Gz/(1+Dz*Gz);%单位速度输入t=0:0.1:Q;u=t;plot(0:0.1:Q,u,'r*');hold onyt=lsim(Qz1,u,t,0);plot(0:0.1:Q,yt);3. 讨论最小拍系统的特点，采取惯性因子法对最小拍控制器加以改良，并研究惯性因子对系统性能的影响。根本思想：牺牲有限拍的性质为代价，换取系统对不同输入类型性能皆能获得比拟满