計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)---達(dá)林算法計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： 系（教研室）主任簽字：</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　一、從理論上設(shè)計(jì)的達(dá)林算法控制器。</p><p>　　1、求達(dá)林算法所期望的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)</p&

2、gt;<p><b>　　因?yàn)樗?lt;/b></p><p>　　又有 帶入達(dá)林算法所要期望的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)，可得：</p><p>　　系統(tǒng)的閉環(huán)誤差脈沖傳遞函數(shù)為：</p><p>　　求廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)：</p><p><b>　　數(shù)字控制器為：</b></p>

3、;<p>　　二、利用MATLAB的Simulink仿真工具系統(tǒng)進(jìn)行仿真，分析系統(tǒng)的輸出和控制器的輸出。</p><p>　　1、simulink仿真圖：</p><p>　　達(dá)林算法下，單位階躍輸入時(shí)的輸出響應(yīng)為：</p><p>　　分析：輸出響應(yīng)曲線沒有超調(diào)，但是調(diào)節(jié)時(shí)間長,大約為15s。</p><p>　　達(dá)林算法下，

4、單位節(jié)約輸入時(shí)數(shù)字控制器的輸出響應(yīng)：</p><p>　　分析：數(shù)字控制器的輸出序列以2T為周期上下振蕩，出現(xiàn)振鈴現(xiàn)象，振鈴現(xiàn)象會(huì)增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磨損，甚至有交互作用的所參數(shù)系統(tǒng)中會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此應(yīng)采取措施消除。</p><p>　　三、分析系統(tǒng)的振鈴現(xiàn)象，并對(duì)達(dá)林算法控制器進(jìn)行改進(jìn)，并利用MATLAB的Simulink仿真工具進(jìn)行仿真。</p><p>　　

5、1、分析產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象的原因：在單位圓的左半平面的實(shí)軸上有極點(diǎn)。</p><p>　　2、振鈴現(xiàn)象的消除方法：找出造成振鈴現(xiàn)象的因子，然后令z=1即可。</p><p>　　修改后的數(shù)字控制器：</p><p><b>　　仿真圖如下：</b></p><p><b>　　輸出響應(yīng)曲線如下：</b>&

6、lt;/p><p>　　數(shù)字控制器輸出曲線：</p><p>　　分析：振鈴現(xiàn)象消除后，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能不變，動(dòng)態(tài)性能變差，調(diào)節(jié)時(shí)間變長且產(chǎn)生超調(diào)。數(shù)字控制器的輸出很快衰減，消除了振鈴現(xiàn)象。</p><p>　　四、利用MATLAB的控制工具箱，對(duì)無振鈴現(xiàn)象的系統(tǒng)進(jìn)行仿真，繪制系統(tǒng)的輸出響應(yīng)曲線。</p><p>　　1、matlab程序如下：&l

7、t;/p><p><b>　　t=0:1:50;</b></p><p>　　r=step(1,1,t);</p><p><b>　　num=1;</b></p><p>　　den=[1 1 0];</p><p>　　G=tf(num,den,'iodelay

8、9;,2);</p><p>　　Gd=c2d(G,1,'ZOH')</p><p>　　num1=[0.622 -0.851 0.229 0];</p><p>　　den1=[1 -0.607 0 -0.393];</p><p>　　Dd=tf(num1,den1,1)</p><p>　　sys

9、open=Gd*Dd;</p><p>　　sysclose=feedback(sysopen,1);</p><p>　　y=step(sysclose,t);</p><p>　　plot(t,r,'b',t,y,'r');</p><p><b>　　grid on;</b><

10、/p><p>　　無振鈴現(xiàn)象的仿真圖：</p><p>　　分析：無振鈴系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能不變，但是動(dòng)態(tài)性能變差，出現(xiàn)了超調(diào)。</p><p>　　五、將控制器轉(zhuǎn)化為差分方程，利用MATLAB的M-文件，繪制系統(tǒng)的輸出響應(yīng)曲線和控制器的輸出序列。</p><p><b>　　1、差分方程如下：</b></p><

11、;p><b>　　未消除振鈴現(xiàn)象： </b></p><p><b>　　消除振鈴現(xiàn)象后：</b></p><p>　　matlab的M文件繪圖程序如下：</p><p>　　uk1=0;uk2=0;uk3=0;uk4=0;</p><p>　　yk1=0;yk2=0;</p>

12、<p>　　ek1=0;ek2=0;</p><p><b>　　ts=1;</b></p><p>　　for k=1:1:30</p><p>　　time(k)=k*ts;</p><p><b>　　r(k)=1;</b></p><p>　　y(k)=1.

13、368*yk1-0.368*yk2+0.368*uk3+0.264*uk4;</p><p>　　e(k)=r(k)-y(k);</p><p>　　u(k)=0.607*uk1+0.393*uk3+0.622*e(k)-0.851*ek1+0.229*ek2;</p><p>　　uk4=uk3;uk3=uk2;uk2=uk1;uk1=u(k);</p>

14、;<p>　　yk2=yk1;yk1=y(k);</p><p>　　ek2=ek1;ek1=e(k);</p><p><b>　　end</b></p><p>　　u1k1=0;u1k2=0;u1k3=0;u1k4=0;</p><p>　　y1k1=0;y1k2=0;</p><

15、p>　　e1k1=0;e1k2=0;</p><p>　　for k=1:1:30</p><p>　　time(k)=k*ts;</p><p><b>　　r1(k)=1;</b></p><p>　　y1(k)=1.368*y1k1-0.368*y1k2+0.368*u1k3+0.264*u1k4;</

16、p><p>　　e1(k)=r1(k)-y1(k);</p><p>　　u1(k)=1.068*e1(k)-1.461*e1k1+0.393*e1k2-0.111*u1k1+0.436*u1k2+0.393*u1k3+0.282*u1k4;</p><p>　　u1k4=u1k3;u1k3=u1k2;u1k2=u1k1;u1k1=u1(k);</p>&

17、lt;p>　　y1k2=y1k1;y1k1=y1(k);</p><p>　　e1k2=e1k1;e1k1=e1(k);</p><p><b>　　end</b></p><p>　　figure(1);</p><p>　　plot(time-1,y1,'r',time-1,y,'b-&

18、#39;);</p><p><b>　　grid on;</b></p><p>　　figure(2);</p><p>　　stem(time-1,u,'k*');</p><p><b>　　grid on;</b></p><p>　　figure(

19、2);</p><p>　　stem(time-1,u1,'k*');</p><p><b>　　grid on;</b></p><p><b>　　仿真圖如下：</b></p><p><b>　　系統(tǒng)輸出響應(yīng)：</b></p><p&

20、gt;　　未消除振鈴現(xiàn)象的控制器的輸出：</p><p>　　消除振鈴現(xiàn)象的控制器的輸出：</p><p>　　分析：如圖所示，振鈴現(xiàn)象消除后，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能不變，動(dòng)態(tài)性能變差，調(diào)節(jié)時(shí)間變長且產(chǎn)生超調(diào)。數(shù)字控制器的輸出很快衰減，消除了振鈴現(xiàn)象，而且減小震蕩現(xiàn)象，減弱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磨損情況。</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)</p><p>