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1、课程设计采样控制系统仿真实验姓名：邹晶学号：08001421指导老师：邓萍实验时间：2010年6月27日--2010年7月8日41目录一、系统分析：31.绘制碾磨控制系统开环根轨迹图、BODE图和奈奎斯特图，并判断稳定性；42.当控制器为，试设计一个能满足要求的控制器（要求用根轨迹法和频率响应法进行设计）；72．1进行根轨迹校正：82.2频率校正：123.将采样周期取为，试确定与对应的数字控制器（要求用多种方法进行离散化，并进行性能比较）；174、5、6：连续，离散单位阶跃输入响应比较256.比较并讨论4和5的仿真结果；277.讨
2、论采样周期的不同选择对系统控制性能的影响；288.如控制器改为PID控制器，请确定满足性能指标的PID控制器参数。338.1用最优PID控制法设计：339.如希望尽可能的缩短系统的调节时间，请设计相对应的最小拍控制器，并画出校正后系统的阶跃响应曲线。379.1采用无纹波最少拍系统设计3710.实验小结：4041采样控制系统仿真实验一、系统分析：某工业碾磨系统的开环传递函数为要求用数字控制器D(z)来改善系统的性能，使得相角裕度大于，调节时间小于1s(2%准则)1.绘制碾磨控制系统开环根轨迹图、Bode图和奈奎斯特图，并判断稳定性；
3、2.当控制器为，试设计一个能满足要求的控制器（要求用根轨迹法和频率响应法进行设计）；3.将采样周期取为，试确定与对应的数字控制器（要求用多种方法进行离散化，并进行性能比较）；4.仿真计算连续闭环系统对单位阶跃输入的响应；5.仿真计算数据采样系统对单位阶跃输入的响应；6.比较并讨论4和5的仿真结果；7.讨论采样周期的不同选择对系统控制性能的影响；8.如控制器改为PID控制器，请确定满足性能指标的PID控制器参数。9.如希望尽可能的缩短系统的调节时间，请设计相对应的最小拍控制器，并画出校正后系统的阶跃响应曲线。41采样控制系统仿真实验
4、1.绘制碾磨控制系统开环根轨迹图、Bode图和奈奎斯特图，并判断稳定性；G=zpk([],[0-5],10);sisotool(G);margin(G);根轨迹图41采样控制系统仿真实验Bode图：截止频率为1.88rad/s,相角裕度为69°41采样控制系统仿真实验N=0;R=0;Z=P-R=0;该系统稳定。41采样控制系统仿真实验2.当控制器为，试设计一个能满足要求的控制器（要求用根轨迹法和频率响应法进行设计）；调节前Gs=tf(10,[150]);Close_S=feedback(Gs,1);Step(Close_S,'b'
5、);holdon41采样控制系统仿真实验设计前调节时间为1.18s设计前截止频率为1.88rad/s,相角裕度为69°（第一问中）2．1进行根轨迹校正：要使得根轨迹向左转，要加入零点。考虑到校正装置的物理可实现性，加入超前校正装置。41采样控制系统仿真实验由上图确定：a=6.512，b=11.499（上图a表示零点，b表示极点）41采样控制系统仿真实验检验性能：>>Ds=tf(10*[16.512],[111.499]);Gs=tf(10,[150]);Close_S=feedback(Ds*Gs,1);Step(Close_S,
6、'b');holdon41采样控制系统仿真实验调节时间为0.863s，符合要求。>>G=zpk([-6.512],[0,-5,-11.499],10);>>margin(G);>>G=zpk([-6.512],[0,-5,-11.499],100);margin(G);41采样控制系统仿真实验相角裕度为48°，符合要求。2.2频率校正：详细设计要求：静态速度误差为20，相角裕度不小于45°，调节时间小于1s（2%）。A.根据静态误差指标确定开环增益B.据确定的增益K，画出如下增益经调整后的未校正系统的Bode图G=zpk([],[
7、0,-5],100);margin(G);41采样控制系统仿真实验校正前的相角裕度为28°C.计算为满足设计要求所需增加的相位超前角度从图可知为满足设计要求，还须25度左右的超前相角。即令D.计算E.选定最大超前角发生频率因为校正环节在最大超前相角处有10loga的幅值提升，所以把F.据式41采样控制系统仿真实验计算超前环节的时间常数因子T和校正环节的交接频率H.对以上设计所得进行检验，看是否满足设计要求。I．性能验证：Ds=tf(24.638*[17.65],[118.836]);Gs=tf(10,[150]);Close_S=
8、feedback(Ds*Gs,1);Step(Close_S,'b');holdon41采样控制系统仿真实验调节时间为0.573，满足设计要求。G=zpk([-7.65],[0,-5,-18.836],240.638);margin(G);41采样
