计算机控制课程设计(3)

2019-02-15 23:48

>> Ts=0.2633; >> num=1; >> den=[1 -1]; >> Gz=tf(num,den,Ts); >> margin(Gz); 可得出伯德图如下:

最少拍下系统伯德图

由上图可知,系统幅值裕度为无穷(Inf),相角裕度为60deg,符合题目要求。

d、单位阶跃响应下系统输出

使用MATLAB进行SIMULINK仿真,仿真图如下:

其中输入阶跃响应如下:

输入波形图

系统输出如下:

最小拍系统输出波形图

由上图可知,系统在第一拍后y(k)?r(k)。也就是经过一拍,系统响应输出序列已准确跟踪输入函数且在采样点上的稳态误差为零。跟计算结果一样。则所设计系统成立。满足系统要求。

e、施加阶跃干扰信号

仿真图如下:

图中干扰输入如下:

施加干扰波形图

图中输出波形如下:

施加干扰后最少拍系统输出波形

由上图可看出,系统的抗干扰性能较好,能在系统受到外界干扰后在较短时间内回到稳定值。

f、施加多次输入阶跃信号影响

为了研究系统跟随性能优劣,在输入处施加两次阶跃信号,并观察其输出信号变化。仿真图如下:

施加阶跃信号仿真图

阶跃信号波形如下:

随机信号输出波形

系统输出波形图如下:

施加随机信号最少拍系统输出波形

由上图可知,系统在第一拍后y(k)?r(k)。也就是经过一拍,系统响应输出序列已准确跟踪输入函数且在采样点上的稳态误差为零。所以最少拍系统跟随性能好,能准确地跟上信号变化。

由以上分析知当??0时,以最小拍来设计能够满足题目要求,系统能在较少时间内达到无静差,并且该系统具有较好的抗干扰性和稳定性。

2、??T/2?0.2633时数字调节器D(z)的实现

a、无控制作用下系统伯德图

49.5e?0.2633s此时,G(s)?0.5266s?1

使用MATLAB画出其频率特性曲线图,程序如下: >> num=49.5;

>> den=[0.5266 1];

>> Gs=tf(num,den,'inputdelay',0.2633); >>margin(Gs);

由以上图知,系统幅值裕度为0.667dB,相角裕度为113deg,均不符合题目要求。 b、达林算法下调节器函数

由以上分析知,带纯时延特性的一阶惯性环节如下:

49.5e?0.2633sG(s)?0.5266s?1

其中,?=0.2633,?1=0.5266,K=49.5


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