计算机控制技术
--基于Matlab的最少拍控制系统设计
学 院： 计算机科学与技术 班 级： 计科0902班 学 号： 姓 名： 指导老师： 日 期： 2012年12月10日
实验五 基于Matlab 的最少拍控制系统设计
一、 实验目的
学习使用Matlab 设计最少拍系统的方法
二、 实验器材
x86 系列兼容型计算机，Matlab 软件
三、 实验原理
系统如图所示，建立相应的数字PID 系统和最少拍系统并进行仿真。
1. 数字PID 系统设计
建立所示的数字PID 系统控制模型并进行系统仿真，已知
Gp(s)?10 ，采样周期T=0.1s。
(s?1)(s?2)
2. 最少拍系统仿真
计算机控制系统 仿真实验
建立所示的数字PID 系统控制模型并进行系统仿真，已知Gp(S)?样周期T=1s。广义被控对象脉冲传递函数：
1?eG(z)?Z[G(s)]?Z[s?Ts10，采
S(S?1)3.679z(1?0.718z)K?]?，则G(z)的零点为?1?1s(s?1)(1?z)(1?0.3679z)?1?1-0.718(单位圆内)、极点为1(单位圆上)、0.368(单位圆内)，故 u=0，v=1，m=1。
a. 有纹波系统
单位阶跃信号：根据稳定性要求，G(z)中 z=1 的极点应包含在 Φe(z)的零点中，系统针对阶跃输入进行设计，q=1，显然准确性条件中已满足了稳定性要求，于是可设?(z)?根
据
z??10，
?(1)?1，求得
?z?10?1，则
?(z)?z?1，
0.2717(1?0.36791?(z)D(z)???1G(z)1??(z)1?0.718z)。
b. 无纹波系统
单位阶跃信号：根据稳定性要求，G(z)中 z=1 的极点应包含在
?e(z)的零点中，系统针对
阶跃输入进行设计，q=1，显然准确性条件中已满足了稳定性要求，于是可设
?(z)?z(1?0.718z)?1?1?1，
?1根据
?(1)?1，求得
?0?0.582，则
?(z)?0.582z(1?0.718z)0.158(1?0.3679z?0.36791?(z)D(z)???1?2G(z)1??(z)1?0.582z?0.418z?1z?2)。
四、 实验步骤
1. 根据实验要求设计数字控制器对系统进行控制并仿真
2. 观察并记录输出的结果，与理论计算值相比较
3. 改变参数，观察不同参数下的仿真结果
五、 实验数据及结果分析
记录输出的数据和图表并分析。 (1)有纹波控制系统仿真模型
(A).数字控制器输出U（z）
(B)系统输出Y(z)
(2)最少拍无纹波控制系统的仿真
控制技术实验报告--基于Matlab的最少拍控制系统设计
