计算机控制最小拍设计,最小拍控制设计——计算机控制课程设计.pdf

《计算机控制》课程设计报告

题目 : 最小拍控制设计

姓名 :

学号 :

2014 年 7 月 4 日

《计算机控制》课程设计任务书

学 号 班 级

学 生 指导教师

题 目 最小拍控制设计

设计时间 2014 年 6 月 27 日 至 2014 年 7 月 4 日 共 1 周

设计任务：设单位反馈线性定常离散系统的连续部分和零阶保持器

Ts

的传递函数分别为 G p ( s) 10 ，Gh (s) 1 e ，采样周期 T=0.05s，设

s( s 1) s

计数字控制器 D (z ) ，要求系统在单位阶跃输入时实现最小拍无波纹控

制。

方案设计：

1. 完成控制系统的分析、设计；

2. 选择元器件， 完成电路设计， 控制器采用 MCS-51 系列单片机

(传感器、功率接口以及人机接口等可以暂不涉及 ) ，使用

Proteus绘制原理图；

3. 编程实现单片机上的控制算法。

设计要求

报告内容：

1. 控制系统仿真和设计步骤， 应包含性能曲线、采样周期的选择、

数字控制器的脉冲传递函数和差分方程；

2. 元器件选型，电路设计，以及绘制的 Proteus 原理图；

3. 软件流程图，以及含有详细注释的源程序；

4. 设计工作总结及心得体会；

5. 列出所查阅的参考资料。

指导教师签字： 系(教研室)主任签字：

2014 年 6 月 27 日

方案设计：

一、题目分析

设单位反馈线性定常离散系统的连续部分和零阶保持器的传递函数分别为

Ts

G (s ) 10 ， G (s ) 1 e ，采样周期 T=0.05s，设计数字控制器 D ( z) ，要求系

p h

s(s 1) s

统在单位阶跃输入时实现最小拍无波纹控制。

二、控制系统设计

1、被控对象特性

图 1 被控对象整体框图

图 2 被控对象波特图

图 3 被控对象波特图

图 4 被控对象 Nyquist 图

图 5 被控对象输出曲线图

2、采样周期 T 的选择

当取采样周期 T=0.05s 时，经过理论验证，两拍后系统无波纹，达到无波

纹输出时 t=0.10s，满足控制器要求。

3、无波纹最小拍控制器的计算

(1)带零阶保持器的广义被控对象为 G s 通过 matlab，z 变换程序为

np=[0 0