最少拍无纹波控制器的设计及仿真.doc

成绩
计算机控制技术
课程设计报告
至少拍无纹波计算机控制系
统设计及仿真实现
THE DESIGN AND SIMULATION OF THE CONTROL SYSTEM FOR THE LEAST BEAT RIPPLE FREE COMPUTER
学生姓名
学 号
学院名称
专业名称
指引教师

年
月
日

摘要
《计算机控制技术》是一门理论性、实用性和实践性都很强课程，课程设计环节应占有更加重要地位。计算机控制技术课程设计是一种综合运用知识过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面知识融合。通过课程设计，加深对学生控制算法设计结识，学会控制算法实际应用，使学生从整体上理解计算机控制系统实际构成，掌握计算机控制系统整体设计办法和设计环节，编程调试，为从事计算机控制系统理论设计和系统调试工作打下基本。
本文通过对至少拍无纹波控制器设计及仿真理解和掌握对于典型输入信号至少拍无纹波设计及有纹波设计。
核心词 计算机控制技术；至少拍无纹波；典型输入信号

目 录
1 绪论 1
最小拍系统简介 1
任务规定 1
1
1
2 最小拍无纹波系统控制算法设计 3
3
4
4
单位速度信号 5
3 最小拍无纹波控制软件编程及仿真设计 6
6
6
7
4无波纹与有波纹比较 10
10
12
5至少拍无纹波控制系统对典型输入适应性问题 13
结论 18
道谢 19
参照文献 20
1 绪论
最小拍系统简介
在数字随动系统中,普通规定系统输出可以尽快地、精确地跟踪给定值变化，至少拍控制就是这种规定一种直接离散化设计法。
在数字控制系统中，普通把一种采样周期称为一拍。所谓至少拍控制，就是规定设计数字调节器能使闭环系统在典型输入作用下，通过至少拍数达到输出无静差。显然这种系统对闭环脉冲传递函数性能规定是迅速性和精确性。实质上至少拍控制是时间最优控制，系统性能指标是调节时间最短（或尽量短）。
因而，至少拍系统设计是一采样点上误差为零或保持恒定为基本，采用Z变换办法进行设计并不保证采样点之间误差也为0或保持恒定值，因而在采样点之间也许存在波纹 ，即在采样点之间有误差存在，这就是有波纹设计。而无波纹设计是指在典型输入信号作用下，通过有限拍系统达到稳定，并且在采样点之间没有波纹，输入误差为0。
任务规定

1．学****并掌握有纹波至少拍控制器设计和Simulink实现办法；
2．研究至少拍控制系统对典型输入适应性及输出采样点间纹波；
3．学****并掌握至少拍无纹波控制器设计和Simulink实现办法；
4．研究输出采样点间纹波消除办法以及至少拍无纹波控制系统对典
型输入适应性；
5．编写算法MATLAB/Simulink仿真程序实现。

如图所示采样-数字控制系统。
图1-1
其中对象： 式（）
零阶保持器： 式（）
选取采样周期 T=1s，试设计无纹波至少拍控制器，并分析仿真成果。
1、分别在单位阶跃/单位速度输入下设计无纹波有限拍控制器；
2、在Simulink仿真环境画出仿真框图及得出仿真成果，画出数字控制器
和系统输出波形；
3、与有纹波系统进行对比分析（选用单位速度输入进行对比分析即可）；
4、探讨至少拍无纹波控制系统对典型输入适应性问题;
5、得出仿真成果并进行仿真分析;
6、程序清单及简要阐明;
7、成设计阐明书（列出参照文献，以及仿真成果及分析）。
2 最小拍无纹波