最少拍控制算法MATLAB仿真,最少拍控制系统.doc
最少拍控制系统
最少拍控制系统
最少拍有纹波系统
一.实验目的
1.了解和掌握数字控制器的原理和直接设计方法。
2.了解和掌握被控对象数学模型的建立,並求取广义对象的脉冲传递函数
3.了解和掌握求取数字调节器D(Z)的脉冲传递函数。
4 了解和掌握用MATLAB最少拍控制仿真被控过程。
5.了解和掌握用Z传递函数建立后向差分方程的方法。
6.了解和掌握用LabACT实验箱实验最少拍控制被控过程
7.观察和分析最少拍控制系统的输出波形是否符合设计要求。
二.实验原理及说明
数字控制器
数字PID控制器是基于连续系统的计算机数字模拟设计技术,这种连续化设计技术适用于被控对象难以表达的情况,其质量难以保证。如果能知道系统确切的闭环脉冲传递函数、广义对象的脉冲传递函数,根据采样定理,在线性系统离散化理论的基础上,应用Z变换求得数字控制器的脉冲传递函数,就能设计出高质量的数字控制器。这类方法称为数字控制器的直接设计方法。
脉冲传递函数又称Z传递函数,在线性定常离散系统中,当初始条件为零时,系统离散输出信号的Z变换与离散输入信号的Z变换之比。
数字控制器的原理方框图见图4-6-1所示:
图4-6-1 数字控制器的原理方框图
包括零阶保持器在内的广义对象的脉冲传递函数为:
(4-6-1)
系统的闭环脉冲传递函数: (4-6-2)
数字控制器的脉冲传递函数: (4-6-3)
2.最少拍控制系统
最少拍随动系统的设计任务就是设计一个数字调节器,使系统到达稳定所需要的采样周期最少,而且在采样点的输出值能准确地跟踪输入信号,不存在静差。对任何两个采样周期中间的过程则不作要求,习惯上把一个采样周期称为一拍。最少拍随动系统,也称为最少调整时间系统或最快响应系统。
据上所述,欲设计出高质量的数字控制器,必須先规定系统的闭环脉冲传递函数,而对于不同性质的输入信号,最少拍随动系统的闭环脉冲传递函数应符合下列各式:
当系统为单位阶跃输入时: (4-6-4)
当系统为单位速度输入时: (4-6-5)
当系统为单位加速度输入时: (4-6-6)
三.实验内容及步骤
1.用MATLAB仿真被控过程
⑴ 确立被控对象模型结构
本实验采用一个积分环节和一个惯性环节串联组成被控对象,积分环节的时间常数Ti=1秒,惯性环节的时间常数 T1=1秒,增益Ko=R1/R3=5。
各环节参数代入式(4-6-7),可得传递函数:
⑵ 确定采样周期
本实验箱要求采样周期T等于或略小于惯性环节的时间常数。本实验取采样周期T=1秒。
⑶ 求取广义对象的脉冲传递函数
G(z)为包括零阶保持器在内的广义对象的脉冲传递函数:
(4-6-12)
令采样周期T=1秒
(4-6-13)
注:在计算广义对象的脉冲传递函数时,必须保证小数点后四位有效数,否则将影响计算精度。
⑷ 求取数字调节器D(Z)的脉冲传递函数
根据输入信号类型(本实验的输入为阶跃信号),求出数字控制器的脉冲传递函数D(z)。
当系统为单位阶跃输入时,据式(4-6-4)系统的闭环脉冲传递函数:
将式(4-6-13)和(4-6-4)代入式(4-6-3),可得到数字控制器的脉冲传递函数D(z):
(4-6-14)
⑸ 最少拍控制系统的MATLAB仿真被控过程
把式(4-6-14)D(Z)的计算结果及Go(S),填入图4-6-2最少拍控制系统的MATLAB仿真被控过程的原理方框图,图中全部模块的time都设置为1秒,如图4-6-3所示。仿真被控过程的响应曲线见图4-6-4。
图4-6-3 最少拍控制系统的MATLAB仿真被控过程的原理方框图
图4-6-4 最少拍控制系统的MATLAB仿真被控过程的响应曲线1
附:阶跃输入电压为0→+2.5V。被控对象保持不变,改变采样周期T=0.5秒,代入式(4-6-12):
(4-6-15)
Go(Z) 代入式(4-6-3):
(4-6-16)
把式(4-6-16)D(Z)的计算结果及Go(S),填入图4-6-2最少拍控制系统的MATLAB仿真被控过程的原理方框图,图中全部模块的time都设置为0.5秒,如图4-6-5所示,可得响应曲线2,见图4-6-6。
图4-6-5 最少拍控制系统的MATLAB仿真被控过程的原理方框图3
图4-6-6 最少拍控制系统的MATLAB仿真被控过程的响应曲线2
从图4-6-6
最少拍控制算法MATLAB仿真,最少拍控制系统.doc相关推荐
- 用MATLAB分析电能质量,基于matlab仿真的电能质量研究.doc
基于matlab仿真的电能质量研究.doc 西南交大网络教育学院毕业设计第1页1题目基于MATLAB仿真的电能质量研究院系西南交通大学网络教育学院专业电气工程及其自动化姓名翟洪林指导教师郭蕾西南交通大 ...
- 某温度控制系统的matlab仿真,某温度控制系统的MATLAB仿真.pdf
课 程 设 计 报 告 题 目 某温度控制系统的 MATLAB 仿真 (题目C ) 过程控制课程设计任务书 题目 C:某温度控制系统的 MATLAB仿真 一. 系统概况: 设某温度控制系统方块图如图: ...
- matlab仿真习题,(MATlab仿真部分习题答案.doc
(MATlab仿真部分习题答案 [4.1]控制系统结构如图4.1所示 利用MATLAB对以上单位负反馈控制系统建立传递函数: 将第一问中求得的传递函数模型转化为零极点增益形式和状态空间形式. 解:(1 ...
- 单相半波可控整流电路实验报告matlab,单相桥式全控整流电路MATLAB仿真 实验报告(上).doc...
单相桥式全控整流电路MATLAB仿真 单相桥式全控整流电路(电阻性负载) 电路结构与工作原理 电路结构 如图1-1所示为典型单相桥式全控整流电路,共用了四个晶闸管,两只晶闸管接成共阳极,两只晶闸管接成 ...
- 双闭环可逆直流脉宽pwm调速系统设计及matlab仿真验证_,双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计及MATLAB仿真验证-课程设计.doc...
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计及MATLAB仿真验证-课程设计 成都理工大学工程技术学院课程设计 PAGE PAGE 1 双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计 及MATLAB仿真验证 专 业:电 ...
- matlab求解系统的差分方程图形,用MATLAB仿真散系统差分方程.doc
用MATLAB仿真散系统差分方程 HEFEI UNIVERSITY 信号与系统项目设计报告 系 别 电子信息与电子工程系 题 目 项目第十题 专 业 电子信息工程 班 级 11电子信息工程(2)班 小 ...
- m基于改进PSO粒子群优化的RBF神经网络解耦控制算法matlab仿真
目录 1.算法描述 2.仿真效果预览 3.MATLAB核心程序 4.完整MATLAB 1.算法描述 智能控制的思想最早来自傅京孙教授[,他通过人机控制器和机器人方面的研究,首先把人工智能的自觉推理方法 ...
- 闭环控制 matlab仿真,单闭环控制系统的MATLAB仿真.doc
目 录 一.概述1 二.单闭环有静差调速系统3 三.系统方框图及各部分的作用4 1.系统方框图4 2.系统方框图各部分的作用4 四.系统动态结构图的建立4 1.系统动态结构图参数的设置9 2.系统动态 ...
- Matlab程序里Uref什么意思,SVPWM控制算法MATLAB仿真
当0 23>-- βαU U ,则ref U 位于扇区Ⅴ: 当0 1 23 βαU U ,则ref U 位于扇区Ⅵ: 采用上述条件,只需经过简单的加减及逻辑运算即可确定所在的区间,避免了计算复杂 ...
- fvdm 跟驰模型 matlab仿真_【新书推荐】【2009.01】控制系统MATLAB计算及仿真(第3版)(黄忠霖)...
本书包括MATLAB语言基础.控制系统MATLAB仿真基础.控制系统MATLAB计算与仿真3篇. 本书上篇介绍了MATLAB 7.1 系统的相关知识,包括MATLAB 7.1系统概述与活的笔记本Not ...
最新文章
- [Pytorch]基于混和精度的模型加速
- 配件都包括什么_婚礼婚庆服务都包括什么
- MapReduce关系代数运算
- Redis持久化总结
- Linux下tar.xz结尾的文件的解压方法
- java实现磁盘分配显示_Java实现窗体动态加载磁盘文件
- 北京高院宣判:微信商标案终审驳回上诉 维持原判
- 微型计算机接口与技术答案,微型计算机接口技术与应用习题答案(刘乐善).doc
- java arraylist6_java 集合 ArrayList
- Java跳出多重循环的方法
- android解压sd卡中的压缩文件
- 计算机术语中cook,计算机中的cookie是什么意思
- Linux入门的基础知识点
- 软考网络工程师备考建议【经验教训】
- 解决deep freeze冰点还原软件无法冻结的问题:计算机正在完成Deep Freeze冰点检测到的待定Windows更新
- 鞍点Saddle Point Locator
- 计算机应用二级客观题,计算机二级客观题
- RabbitMQ的持久化
- python保存plot图片_Matplotlib savefig只保存图像,不保存行
- Linux终端常见命令
热门文章
- lvds传输距离标准_lvds接口标准
- 服务器:CPU虚拟化_服务器虚拟化技术
- android 古诗,古诗词朗诵安卓
- php帮助文档无法打开,电脑不能打开文件secedit.chm怎么办
- c语言 界面编程 毕业设计,基于c语言的毕业设计.docx
- 中国气候类型分布图_如何用30行代码构建气候图
- 2011年戴尔服务器型号,PowerEdge 11G R310机架式服务器
- 小米路由器管理员密码爆破!
- 基于 RSSHub 搭建 RSS 生成器(群晖 Docker)
- 阿里码农自述:老婆失业了,周围同事也不断被裁