最少拍设计实验报告

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1、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)

2、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。五.实验过程及结果1.理想最少拍的设计（1）设计过程：由于是单位阶跃输入，则，且可以计算出（2）simulink模块如下：（3）实验结果：控制器输出曲线：系统输出曲线：分析：2拍后输出准确跟踪输入。2.稳定性与无波纹设计（1）设计过程：由于是单位阶跃输入，则，且可以计算出（2）搭建simulink模块如下：（3）实验结果：控制器输出曲线：系统输出曲线：（4）结果分析：已知广义被控对象是由于存在圆外的零点，则理想最小拍是

3、无法让系统稳定下来，如上仿真结果，也证明了分析的正确性，理想最小拍是无法将此系统稳定下来的。设计稳定的最少拍(1)设计过程：由于是单位阶跃输入，且无不稳定的极点，则有；由于对象有一阶的纯迟延，且存在不稳定的零点，则有且，综合以上三式：可以计算出(2)搭建simulink模块如下：(3)实验结果：控制器输出曲线：系统输出曲线：(4)结果分析：由以上仿真结果可得输出响应在采样点间存在波纹。设计无波纹最小拍（1）设计过程：由于是单位阶跃输入，且无不稳定的极点，则有；由于对象有一阶的纯迟延，且所有零点，则有且，综合以上三式：可以计算出（2）搭建simulink模块如下：（3）实验结果：控制

4、器输出曲线：系统输出曲线：六.实验总结本次实验基本达到了预期目标。通过此次实验，我熟悉了最小拍系统的设计方法，知道了最少拍无波纹控制设计，消除了系统输出在采样点间的波纹，并在一定程度上减少了控制能量，降低了对参数的敏感性。这次实验，让我对书本上的知识有了更好的理解，收获了很多，感谢老师的悉心指导。