计算机控制技术实验指导-自动化

计算机控制技术实验指导---自动化计算机控制系统实验指导----自动化自动化系2016.03示波器示波器输出波形参考程序：CS0832equ08000hcodesegmentassumecs:codestartprocnearmovdx,cs0832moval,0again:outdx,alincaljmpagainstartendpcodeendsendstart实验步骤：1、按图接线，对源程序进行编译；2、运行程序，调节示波器，得到锯齿波形；3、思考如何产生倒锯齿波、三角波和方波。提示：小于转移指令：JB大于转移指令：JA上条指令结果为零转移：JZ上条指令结果非零转移：JNZ实验三Smith预估控制算法设计仿真实验实验目的在控制算法学习的基础上，根据给定对象特性设计smith预估控制器算法，并利用Matlab软件进行仿真实验，同时与PID算法控制算法进行比较，加深对该控制算法的掌握和理解。实验内容和要求设广义被控对象为：控制系统框图为：取T=1、τ=2、T1=2.88，经采样（T=1s）保持后，其广义对象z传递函数为，而转换为2个单位迟延。控制器参数：Kp=0.5，Ki=0.2，Kd=0。实验要求：（1）Smith预估控制算法，作给定值扰动和外部扰动响应实验，并绘制控制器输出P和系统输出y响应曲线。（2）被控对象不变，采用理想PID进行给定值扰动和外部扰动响应实验，并绘制控制器输出P和系统输出y响应曲线。思考和讨论（1）分析两类控制算法对带迟延对象的控制效果。（2）根据实验分析Smith预估控制算法的优点是什么，若采用PID算法解决同类问题效果如何？Matlab辅助设计软件根据实验要求，按照smith预估控制算法，在Matlab中建立的仿真结构图为具体操作步骤：启动Matlab；2、单击工具栏中的Simulink仿真图标，进入Simulink仿真环境新建模块库新建模块库3、新建仿真结构图，寻找模块，拖动到新建仿真结构图中所涉及模块的位置：加法器Sum：在Simulink/MathOperations子库中。离散PID控制器：在SimPowerSystems/ExtraLibrary/DiscreteControlBlocks子库中。离散传递函数DiscreteTransferFcn：在Simulink/Discrete子库中。示波器Scope：在Simulink/Sinks模型库中。阶跃信号Step：在Simulink/Sources模型库中。修改模块参数。双击模块，在出现的窗口中设置参数。连接模块。将光标移到一个模块的输出端(>)按下鼠标左键拖动鼠标到另一个模块的输入端(>)，松开鼠标左键就可以完成两个模块的连接。设置仿真参数，进行仿真。在Simulation下拉菜单中设置仿真参数，单击工具栏中的StartSimulation图标），计算机开始仿真，示波器可显示出仿真曲线。7、通过曲线，分析系统性能。实验四最少拍系统设计实验一、实验目的：掌握最少拍系统的设计方法二、实验设备及软件：微机一台，MATLAB软件5.3版本以上三、实验原理框图：四、实验内容及要求（1）理想最少拍的设计设广义被控对象为：，T=0.1，经采样离散后要求：设计单位阶跃输入的最少拍控制器D(z)，绘制y(k)、u(k)响应曲线，指出几拍之后输出准确跟踪输入。（2）稳定性与无波纹设计设被控对象为：广义被控对象：求：(1)单位阶跃输入下的最少拍控制器D(z)、U(z)，绘制y(k)、u(k)响应曲线。(2)系统是否稳定，为什么？若不稳定，试设计稳定的最少拍控制器，并绘出y(k)、u(k)响应曲线。(3)输出响应y(k)在采样点间是否存在波纹？若有波纹，试设计系统的无波纹控制器，并绘制y(k)、u(k)响应曲线。注意：有波纹不稳定时控制器为自己先计算出有波纹稳定和无波纹稳定时控制器。实验五达林算法仿真实验一、实验目的：在离散系统直接数字控制算法学习基础上，通过Matlabl软件仿真实验，加深掌握达林算法设计离散控制器的基本思想和方法，进一步理解最少拍与非最少有限拍控制器设计中存在的局限性。二、实验设备及软件：微机一台，MATLAB软件5.3版本以上三、实验内容及要求已知对象模型为：经采样（T=1S）保持后，其广义对象z传递函数为：设期望的闭环响应M(z)为时间常数τ=2s的一阶惯性环节，并带有l=1个采样周期的纯滞后，即要求：（1）基于达林算法给定的M(z)，设计控制器D(z)，对单位阶跃输入绘制U(k)和系统输出y(k)响应曲线；（2）设