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1、一、 实验目的1、通过实验掌握 MATLAB 和 Simulink 仿真环境的操作和应用。2、学会最少拍控制系统设计的步骤和方法。3、能用 Simulink 仿真环境设计多种输入时的最少拍数字控制器 D(Z),并检查输出结果是否符合控制系统设计要求。二、 实验内容已知被控对象的传递函数 ,若采样周期 T=1s,设计在单位阶跃和单位速度输入时的数字控制器 D(Z),并用 MATLAB 仿真检验系统的性能。三、 实验原理图其中,r(t )为采样信号,R(Z)为输入函数,E(Z)为误差函数,D(Z)为模拟控制器,H(G)H0(S)为零阶保持器 G(S)被控对象传递函数 Y(Z)输出函数 y(t)四、
2、 实验线路连接单位阶跃:)1(0)sG单位速度:五、 实验步骤(1 ) 系统的广义对象的脉冲传递函数 HG(Z)为(2 )根据输入构造 Ge(Z)单位阶跃: 选择:单位速度: 选择: (3 )由 HG(Z)和 Ge(Z)求 D(Z)(4 ) Simulink 仿真 需要 1 个 Step(阶跃)或 Ramp(线性信号)模块,3 个 Soope(示波器)模块,1 个 Zero-Pole 模块,1 个 Discrete Zero-Pole 模块和一个 Zero-Order-Hold 模块,一个Sum 模块,分别选择并将其复制到新建文件窗口。将各模块按要求连接,双击连线出现文字填写框,可输入文本。Zero-Pole 和 Discrete Zero-Pole 需要设置参数。双击图标,在参数表中填入:零点、极点、增益和采样时间,并确定。点击 Simulink normalstart;查看各示波器的波形。sGZzsGHZz )(1()()(0 1)(ZzR 1)(ze21)(T 2)G)()(zHGeczD六、 实验结果单位阶跃:单位速度:结论:用最少拍控制是一种时间最优控制方式,优点是系统结构简单,设计后容易在计算机上实现,但其对系统的适应性差,只能保证在采样点上的输出可以跟踪输入,在采样点之间呈现波纹,会引起系统的振荡。