实验一 最少拍控制系统的设计

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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、实验线路连接单

2、位阶跃：单位速度：一、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DiscreteZero-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DiscreteZero-Pole需要设置参数。双击图

3、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—normal—start；查看各示波器的波形。一、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。