自动控制原理2 三个实验new(4)

2021-01-20 15:33

应曲线:{p=-2,-1,-0.5,0,0.5,1,2}。

(2)二阶系统:选取在单位圆内外不同位置的一对共轭复数极点做系统的单位阶跃响应曲线:{P1,2= 1.4±2j, 0.4±0.6j,0.1±0.1j,0.1±0.9j,0.5±0.7j,1.4±2j}

(3)如果零点变化,对系统输出有何影响?

2、采样时间Ts的取值对连续系统离散化的影响

(1)对一电机模型传递函数:G(s)=1,J=0.67,B=1。使用比例控制器2Js+Bs

K=1实现闭环控制,分别使用两种控制方案:模拟式调节器实现的连续系统控制方案和数字计算机实现的离散系统控制方案。如图所示。当设定值为单位阶跃信号时,离散系统的采样周期Ts分别取0.1,0.5,1,2,得到输出响应曲线,并和连续控制系统的结果做比较,说明采样时间对系统过渡过程的影响。如果

Ts不断增加,系统输出将会怎样?

(2)对以上连续和离散系统,以调节器的增益Kc为变量,分别画出它们的根轨迹。分析离散系统中,不同采样时间对系统稳定性的影响。

注意:为使不同采样时间Ts的输出响应画在一张图上,时间坐标可选择:t=0:Ts:10

五、选作内容

假设上述电机控制系统采用数字PID控制器,其中输入为单位阶跃,控制器参数如下:Kp=1.5;Ki=0.05;Kd=1;T=0.1。数字PID控制器的控制规律为:

Δu(k)=Kp[e(k) e(k 1)]+Kie(k)+Kd[e(k) 2e(k 1)+e(k 2)]

u(k)=Δu(k)+u(k 1)

此控制系统的仿真实验可从两种不同角度考虑:被控对象——电机分别按连续系统和离散系统进行处理,可以得到不同的系统仿真流程如图1、2。请根据下述仿真流程图编写仿真程序,并绘出系统输出y,控制器输出u,系统误差e的仿真曲线。

注意:离散系统可以写出输入、输出差分方程的形式,递推求解;连续系统应写成状态方程或是微分方程的形式,采用lsim、ode23(ode45)等函数进行求解,不能使用传递函数表达形式(请自行分析原因)。

六、实验报告

1、整理各组实验数据、质量指标及过渡过程曲线。

2、根据实验结果,定性总结出离散系统零、极点位置对过渡过程的影响关系。

3、根据实验结果说明采样周期Ts的选取原则及对控制系统的影响。


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