试验三-最小拍控制系统

实验三：

实用标准文档最小拍控系统一、实目的1．建立计算机最小拍控制系统一般概念；2．掌握有纹波最小拍控制器的计方法3．观察无纹波最小拍控制器的计方法；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进法。二、实仪器1.

PC计算机一台三、实内容

E

D)

1

5(

C图1针图所的算控制统考输为位度号，行算控算D(Z)设，程现小有波统讨纹的成因编程现小有波统纹波产生原因：控制信号u(t)的化引起输出的波动无波纹最小拍系统的设计出了满有波纹最小拍系统的三个条件外，还必须满足(z）包括的全部零点。讨最拍统特采惯因法最拍制加改并究性子系性的响最小拍系统的特点系统对应于型的输入信号具有最快的响应速度控量在最短的时间达到设定值。局限性：1)仅适应与一种类型的输入信号2)系统参数变化引起系统极点位置产生偏移，系统动态性能明显变坏。文案大全

实用标准文档3)采样周期的限制。惯性因子法基本思想牺牲有拍的性质为代价换系统对不同输入类型性能皆能获得比较满意的控制效果。方法引进惯性因子改进系统闭环脉冲传递函数使统对多种信号的输入信号都有满意的响应。相当于增加单位圆内实轴上的极。设被控对象传递函数

G()

5s

，采样周期

T0.1s

，在单位速度输入作用下，采用惯性因子法设计有限拍控制系统编程仿真实现，并讨论惯性因子对系统性能的影响。四、实步骤1.

第步求义冲递数>>Gs=tf([5],[1,1,0])；>>Gz=c2d(Gs,0.1,'zoh')//求解义对象的脉冲传递函数Transferfunction:0.02419z+0.02339----------------------z^2-1.905z+0.9048Samplingtime:0.1第步确闭脉传函Φ(Z)由广义对象的闭环脉冲传递函数延迟因子为

，则Φ(Z)应包含该延迟因子>>[num,den]=c2dm([5],[1,1,0],0.1,'zoh')num=00.02420.0234den=1.0000-1.90480.9048文案大全

实用标准文档>>tf2zpk(num)ans=-0.9672由此可得：没有单位圆上或外的零点>>tf2zpk(den)ans=1.00000.9048由此可得：包含一个单位圆极点根据物理可实现条件和稳定性条Φ(Z)=

F1(z)根据零稳态误差条件和稳定性条Φe(Z)=1-(Z)=(1-

)^2*F2(z)根据Φe(Z)=1-Φ(Z)F1(z)=2-F2(z)=1所以Φe(Z)=(1-

)^2>>Qez=tf([1-21],[1,0,0],0.1)>>Qz=1-QezTransferfunction:2z-1-------z^2Samplingtime:0.1>>Dz=1/Gz*Qz/(1-Qz)Transferfunction:2z^5-4.81z^43.715z^3-0.9048z^2----------------------------------------------------0.02419z^5-0.02498z^4-0.0226z^3+0.02339z^2Samplingtime:0.1文案大全

实用标准文档>>Qz=minreal(Dz*Gz/(1+Dz*Gz));>>Q=2;>>t=0:0.1:Q;u=t;plot(0:0.1:Q,u,'r*');holdon>>yt=lsim(Qz,u,t,0);plot(0:0.1:Q,yt);结果如图一2.根据物理可实现条件和稳定性件以及无纹波条件Φ(Z)=

*(1+0.9672

)F1(z)根据零稳态误差条件和稳定性条Φe(Z)=1-Φ

)^2*F2(z)根据Φe(Z)=1-Φ(Z)F1(z)=1.2666-0.7583

F2(z)=1+0.7334

所以Φe(Z)=1-1.2666-0.4668

-0.7334

>>Qez=tf([1-0.46680.7334],[1,0,0,0],0.1);>>Qz=1-QezTransferfunction:1.267z^2+0.4668z-0.7334-----------------------------z^3Samplingtime:0.1设计最小拍无纹波系统控制器>>Dz=1/Gz*Qz/(1-Qz)Transferfunction:1.267z^7-1.946z^6-0.4765z^51.819z^4-0.6636z^3---------------------------------------------------------------------0.02419z^7-0.007241z^6-z^5+0.006818z^4+0.01716z^3Samplingtime:0.1>>Qz=minreal(Dz*Gz/(1+Dz*Gz));文案大全

实用标准文档>>Q=2;>>t=0:0.1:Q;u=t;plot(0:0.1:Q,u,'r*');holdon>>yt=lsim(Qz,u,t,0);plot(0:0.1:Q,yt);结果如图二3.改变α的值，观测实验结果α=0.8Qez=tf([1-1.2666-0.46680.7334],[1,0.8,0,0],0.1);Qz=1-Qez;Dz=1/Gz*Qz/(1-Qz);Qz=minreal(Dz*Gz/(1+Dz*Gz));Q=2;t=0:0.1:Q;u=t;plot(0:0.1:Q,u,'r*');holdonyt=lsim(Qz,u,t,0);plot(0:0.1:Q,yt);结果如图三α=0.5Qez=tf([1-1.2666-0.46680.7334],[1,0.5,0,0],0.1);Qz=1-Qez>>Dz=1/Gz*Qz/(1-Qz)>>Qz=minreal(Dz*Gz/(1+Dz*Gz));Q=2;t=0:0.1:Q;u=t;plot(0:0.1:Q,u,'r*');holdonyt=lsim(Qz,u,t,0);plot(0:0.1:Q,yt);结果如图四α=0.2Qez=tf([1-1.2666-0.46680.7334],[1,0.2,0,0],0.1);Qz=1-Qez>>Dz=1/Gz*Qz/(1-Qz)>>Qz=minreal(Dz*Gz/(1+Dz*Gz));Q=2;t=0:0.1:Q;u=t;plot(0:0.1:Q,u,'r*');holdonyt=lsim(Qz,u,t,0);plot(0:0.1:Q,yt);结果如图五五、实结果及分析文案大全

实用标准文档21.81.61.41.210.80.60.40.20

00.40.611.21.41.61.82图一2.521.510.50

00.40.611.21.41.61.82图二文案大全

实用标准文档2.521.510.502

00.40.611.21.41.61.82图三1.81.61.41.210.80.60.40.20

00.40.611.21.41.61.82图四文案大全

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