《计算机控制技术》课程设计

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1、华北水利水电大学路亚斌；201009532《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；201009532《计算机控制技术》课程设计姓名：路亚斌学号：201009532指导老师：徐俊红王亭岭时间：2013年12月23日——2014年1月3日《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；201009532目录第一章《计算机课程设计》任务书11.1题目二：数字PID控制器设计11.1.1设计位置式PID控制器和增量式PID控制器11.1.2模拟PID控制器设计11.2题目三：控制系统的状态空间设计11.2.1确定状态反馈阵K11.2.2确定一个全维状态观测器L2第二章位置式PI

2、D控制器设计22.1位置式PID控制器算法22.1.1位置式PID控制算法表达式22.1.2位置式PID算法传递函数32.2位置式PID控制器simulink仿真32.2.1位置式PID控制器simulink仿真32.2.2simulink仿真重要模块参数设置32.2.3simulink仿真Scope响应曲线42.3位置式PID控制器的应用范围及特点5第三章增量式PID控制器设计63.1增量式PID控制器算法63.1.1增量式PID控制算法表达式63.1.2增量式PID算法传递函数63.2增量式PID控制器simulink仿真63.2.1增量式PID控制器simulink仿真63.

3、2.2simulink仿真重要模块参数设置73.2.3simulink仿真Scope响应曲线8《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；2010095323.3增量式PID控制器的应用范围及特点8第四章模拟PID控制器设计94.1simulink开环单位阶跃响应94.1.1重要模块参数设置及仿真设置94.2simulink闭环单位阶跃响应114.2.1闭环模块及其参数设置114.2.2PID参数整定12第五章求状态反馈阵K145.1求闭环系统的期望极点145.2求出开环系统的状态空间表达式145.3判断开环系统的能控能观性165.4求用于极点配置的状态反馈矩阵K175.5s

4、imulink中仿真18第六章配置状态观测器206.1检验开环系统是否能观206.2观测器极点配置206.3求出观测器增益矩阵L206.4求全维状态观测器方程22参考文献25《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；201009532《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；201009532第一章《计算机课程设计》任务书1.1题目二：数字PID控制器设计1.1.1设计位置式PID控制器和增量式PID控制器数字PID控制器的两种基本算法如下（1）、数字PID位置型控制算法：（2）、数字PID增量型控制算法：要求熟练掌握这两种算法和其各自应用范围及特点，被控对象同题目

5、三，使得单位阶跃响应的，。1.1.2模拟PID控制器设计已知系统开环传递函数为，在simulink中建立PID闭环控制仿真模型，使得单位阶跃响应的，。1.2题目三：控制系统的状态空间设计已知被控对象模型为1.2.1确定状态反馈阵K使相对于单位阶跃参考输入的输出过渡过程，满足如下的期望指标：，。第25页共25页《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；2010095321.2.2确定一个全维状态观测器L使得通过基于状态观测器的状态反馈，满足上述期望的性能指标。第二章位置式PID控制器设计2.1位置式PID控制器算法2.1.1位置式PID控制算法表达式2.1.2位置式PID算法

6、传递函数2.2位置式PID控制器simulink仿真已知被控系统开环传递函数为，在simulink中建立PID闭环控制仿真模型，使得单位阶跃响应的，。2.2.1位置式PID控制器simulink仿真仿真时间10s，采样时间0.1s，仿真如图2-1所示。第25页共25页《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；201009532图2-1单位阶跃信号位置式PIDsimulink仿真2.2.2simulink仿真重要模块参数设置输入信号为单位阶跃信号，参数设置如图2-2-1所示，DiscreteFilter模块参数设置如图2-2-2所示，被控对象模型参数设置如图2-2-3所示。图

7、2-2-1单位阶跃信号参数设置第25页共25页《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；201009532图2-2-2DiscreteFilter模块参数设置图2-2-3被控对象模型参数设置2.2.3simulink仿真Scope响应曲线第25页共25页《计算机控制技术》课程设计华北水利水电大学路亚斌；201009532Scope响应曲线如图2-3所示，符合性能指标、的要求，此时KP=160、KI=2、KD=60。图2-3Scope响应曲线2.3位置式PID控