《计算机控制》课程设计报告题目: 最小拍控制设计 姓名: 学号: 2025 年 7 月 4 日《计算机控制》课程设计任务书学 号班 级学 生指导老师题 目最小拍控制设计设计时间2025 年 6 月 27 日 至 2025 年 7 月 4 日 共 1 周设计要求设计任务:设单位反馈线性定常离散系统得连续部分与零阶保持器得传递函数分别为,,采样周期 T=0、05s,设计数字控制器,要求系统在单位阶跃输入时实现最小拍无波纹控制。方案设计:1. 完成控制系统得分析、设计;2. 选择元器件,完成电路设计,控制器采纳 MCS-51 系列单片机(传感器、功率接口以及人机接口等可以暂不涉及 ),使用Proteus 绘制原理图;3. 编程实现单片机上得控制算法。报告内容:1. 控制系统仿真与设计步骤,应包含性能曲线、采样周期得选择、数字控制器得脉冲传递函数与差分方程;2. 元器件选型,电路设计,以及绘制得 Proteus 原理图;3. 软件流程图,以及含有详细注释得源程序;4. 设计工作总结及心得体会;5. 列出所查阅得参考资料。指导老师签字: 系(教研室)主任签字:2025 年 6 月 27 日方案设计:一、题目分析设单位反馈线性定常离散系统得连续部分与零阶保持器得传递函数分别为,,采样周期 T=0、05s,设计数字控制器,要求系统在单位阶跃输入时实现最小拍无波纹控制。二、控制系统设计 1、被控对象特性图 1 被控对象整体框图图 2 被控对象波特图图 3 被控对象波特图图 4 被控对象 Nyquist 图图 5 被控对象输出曲线图2、采样周期 T 得选择当取采样周期 T=0、05s 时,经过理论验证,两拍后系统无波纹,达到无波纹输出时 t=0、10s,满足控制器要求。3、无波纹最小拍控制器得计算(1)带零阶保持器得广义被控对象为通过 matlab,z 变换程序为np=[0 0 10];dp=[1 1 0];hs=tf ( np, dp);hz=c2d(hs,0、05)结果为Transfer function: 0、01229 z + 0、01209----------------------------z^2 - 1、951 z + 0、9512Sampling time: 1 即 (1)(2)无波纹最小拍控制器 D(z) 根据 G(z),对于单位阶跃 r(t)=1(t),m=1。考虑到广义对象,则闭环脉冲传递函数为由,得系数,则系统脉冲传函为 误差脉冲传函为 由得设计得控制器为 (2)4、无波纹最小拍控制系统框图图 6 控制系统整体框图5、无波纹最小拍控制系统 Matlab 仿真通过 Matlab 观察阶跃输入响应曲线如下图 7 控制系统阶跃图由图 7 可见,2 拍后输出跟上输入,可实现最小拍控制,T=0、05s 满...
