试验三最小拍控制系统.docx
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试验三最小拍控制系统
试验三最小拍控制系统
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进方法。
二、实验仪器
1.PC计算机一台
三、实验内容
图1
1.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,进行计算控制算法D(Z)设计,编程实现最小拍有纹波系统;
2.讨论纹波的生成原因,编程实现最小拍有纹波系统;
纹波产生原因:
控制信号u(t)的变化引起输出的波动
无波纹最小拍系统的设计出了满足有波纹最小拍系统的三个条件外,还必须满足Φ(z)
包括G(Z)的全部零点。
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进,并研究惯性因子对系统性能的影响。
最小拍系统的特点:
系统对应于典型的输入信号具有最快的响应速度,被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。
3)采样周期的限制。
惯性因子法:
基本思想:
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较满意的控制效果。
方法:
引进惯性因子,改进系统的闭环脉冲传递函数,使系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点。
设被控对象传递函数
,采样周期
,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。
4、实验步骤
1.第一步:
求广义脉冲传递函数
>>Gs=tf([5],[1,1,0]);
>>Gz=c2d(Gs,0.1,'zoh')//求解广义对象的脉冲传递函数
Transferfunction:
0.02419z+0.02339
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