控制系统建模、分析、设计和仿真——计算机仿真课程设计.pdf
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1、控 制 系 统 建 模、分 析、设 计 和 仿 真计 算 机 仿 真 课 程 设 计学生姓名:薛伟煌学 号:070104011035学 院:信息科学技术学院专业/班级:0 7自动化1班指导教师:范杰起止时间:2010年6月2 8日 2010年7月2日离散控制系统建模、分析、设计和仿真5号设被控对象的传递函数G(s)=v幽 上 辿 主 出 一,用零阶保持器离散化,采s2(s+l)(s+4)(s+8)样周期取0.2秒,以MATLAB为工具,分别设计一单位速度信号输入时的最少有波纹控制器DY(z)和一阶跃信号输入时的最少拍无波纹控制器DW(z)o要求通过仿真证实设计结果。离散有波纹的运行结果:gs=
2、tf(968 968*11 968*18,1 13 44 32 0 0)Transfer function:968 s-2+10648 s+17424s 5+13 s 4+44 s 3+32 s 2 sysgz=c2d(gs,0.2)Transfer function:1.165 z4+3.221 z-3-2.431 z 2-0.3256 z+0.1049z 5-3.47 z 4+4.564 z 3-2.792 z 2+0.7724 z-0.07427Sampling time:0.2 a b k=zpkdata(sysgz)a=4x1 doubleb=5x1 doublek=1.1651 s
3、ysgz=zpk(a,b,k,0.2,variable,z-T)Zero/pole/gain:1.1651 z-1(l+3.359zl)(1-0.6703z-l)(1-0.1654z-l)(1+0.2418zl)厂2(1-0.8187z-l)(1-0.4493z-l)(1-0.2019z-l)Sampling time:0.2 syms z hO hl gO gl1.1651*z-l*(l+3.359*z-l)*(l-0.6703*z=l)*(l-0.1654*z;l)*(l+0.2418*z-1)/(l-zl)2/(l-0.8187*21)/(1-0.4 4 9 3*z 2 0 1 9*z、
4、l)ans=11651/10000/z*(1+3359/1000/z)*(l-6703/10000/z)*(l-827/5000/z)*(1+1209/5000/z)/(1-1/z)*2/(1-8187/10000/z)/(1-4493/10000/z)/(1-2019/10000/z)gz=l.1651*z*-l*(l+3.359*z-l)*(l-o.6703*z*-l)*(l-0.1654*z-l)*(l+0.2418*z-l)/(l-z-l)2/(l-0.8187*z-l)/(l-0.4493*z-l)/(l-0.2019*z-l)gz=11651/10000/z*(1+3359/100
5、0/z)*(l-6703/10000/z)*(l-827/5000/z)*(1+1209/5000/z)/(1-1/z)*2/(1-8187/10000/z)/(1-4493/10000/z)/(1-2019/10000/z)hz=z-l*(l+3.359*z-l)*(hO+hl*z-l)hz=1/z*(1+3359/1000/z)*(hO+hl/z)he=(l-z-l)2*(gO+gl*z-l)he=(1-1/z)2*(g0+gl/z)fl=subs(hz,z,1)-1fl=4359/1000*h0+4359/1000*hl-l f2=subs(diff(hz),z,1)f2=-3859/5
6、00*h0-12077/l000*h1 hO hl=solve(f1,f2)hO=12077000/19000881hl=-7718000/19000881 h=hO;hlh=12077000/19000881-7718000/19000881 hz=z-l*(l+3.359*z*-l)*l z-l*hhz=12077000/19000881/z*(1+3359/1000/z)-7718000/19000881/z*2*(1+3359/1000/z)f3=l-limit(he,z,Inf)f3=1-gO f4=l-subs(he,z,-3.359)f4=1-19000881/11282881*
7、g0+19000881000/37899197279*gl gO gl=solve(f3,f4)gO=1gl=25924762/19000881 g=gO;glg=12 5 9 2 4 7 6 2/1 9 0 0 0 8 8 1 he=(l-z-l)2 *1he=(1-1/z)2+2 5 9 2 4 7 6 2/1 9 0 0 0 8 8 1*(1-1/z)2/z dz=hz/gz/hedz=1 0 0 0 0/1 1 6 5 1*(1 2 0 7 7 0 0 0/1 9 0 0 0 8 8 1/z*(l+3 3 5 9/1 0 0 0/z)-7 7 1 8 0 0 0/1 9 0 0 0 8
8、 8 1/z*2*(l+3 3 5 9/1 0 0 0/z)*z/(l+3 3 5 9/1 0 0 0/z)/(1-6 7 0 3/1 0 0 0 0/z)/(1-8 2 7/5 0 0 0/z)/(1+1 2 0 9/5 0 0 0/z)*(1-1/z)2*(l-8 1 8 7/1 0 0 0 0/z)*(l-4 4 9 3/1 0 0 0 0/z)*(1-2 0 1 9/1 00 0 0/z)/(1-1/z)-2+2 5 9 2 4 7 6 2/1 9 0 0 0 8 8 1*(1-1/z)2/z)sysy=zpk(-3.3 5 9 0.6 2 2 1,0 0 1 1,0.3 0 6 3,
9、0.2)Zero/pole/gain:0.3 0 6 3 (z+3.3 5 9)(z-0.6 2 2 1)z 2(z-1)2S ampling time:0.2 sysyc=d2 c(sysy,tustin()Zero/pole/gain:-0.2 9 3 0 2 (s-1 8.4 8)(sT O 厂2 (s+2.3 3)s*2 (s+1 0)2 hold on td=O:O.2:2td=0 0.2 0 0 0 0.4 0 0 0 0.6 0 0 0 0.8 0 0 01.0 0 0 01.2 0 0 01.4 0 0 0 1.6 0 0 0 1.8 0 0 0 2.0 0 0 0 ud=td
10、ud=0 0.2 0 0 0 0.4 0 0 0 0.6 0 0 0 0.8 0 0 01.4 0 0 0 1.6 0 0 0 1.8 0 0 0 2.0 0 0 0 lsim(sysy,ud,td)t=0:0.2:2t=1.0 0 0 01.2 0 0 00 0.2 0 0 0 0.4 0 0 0 0.6 0 0 0 0.8 0 0 01.0 0 0 01.2 0 0 01.4 0 0 0 1.6 0 0 0 1.8 0 0 0 2.0 0 0 0 u=tu=0 0.2 0 0 0 0.4 0 0 0 0.6 0 0 0 0.8 0 0 01.4 0 0 0 1.6 0 0 0 1.8 0
11、0 0 2.0 0 0 0 lsim(sysyc,u,t)1.0 0 0 01.2 0 0 0Linear Simulation Resuts16离散无波纹的运行结果:gs=tf(l968 968*ll 968*18J,1 13 44 32 0 0)Transfer function:968 sA2+10648 s+17424sA5+13s八4+44 sA3+32 sA2 sysgz=c2d(gs,0.2,zoh,)Transfer function:1.165 zA4+3.221 zA3-2.431 zA2-0.3256 z+0.1049zA5-3.47 zA4+4.564 zA3-2.79
12、2 zA2+0.7724 z-0.07427Sampling time:0.2 a b kl=zpkdata(sysgz)a=f4xl doubleb=5x1 doublek=1.1651 sysgz=zpk(a,b,k,0.2,variable7zA-1)Zero/pole/gain:1.1651 zA-l(1+3.359zA-l)(l-0.6703zA-l)(1-0.1654zA-l)(l+0.2418zA-l)(l-zA-l)A2(l-0.8187zA-l)(l-0.4493zA-l)(l-0.2019zA-l)Sampling time:0.2 syms z hO hl gO glgz
13、=13473/100000/z*(l+3403/1000/z)*(l-8187/10000/z)*(l-1213/2000/z)*(1+301/1250/z)/(M/z)A2/(l-1131/l 250/z)/(l-463/625/z)/(l-2483/5000/z)g z=1.1651*2八-1 *(1+3.359*zA-1 )*(1 0.6703*2八-1 )*(1-0.1654*z 1 )*(1+0.2418*zA 1)/(1 2八-1)A2/(I-0.8187*zA-1)/(1-0.4493*zA-l)/(1-0.2019*z 人-1)gz=l 1651/10000/z*(l+3359
14、/1000/z)*(l-6703/10000/z)*(l-827/5000/z)*(l+1209/5000/z)/(l-l/z)A2/(1-8187/10000/z)/(l-4493/10000/z)/(l-2019/10000/z)hz=zA-l*(1 +3.359*zA-1)*(1-0.6703-1)*(1 -0.1654*zA-1)*(1+0.2418*zA-l)*(hO+h 1 *zA-l)hz=l/z*(l+3359/1000/z)*(l-6703/10000/z)*(l-827/5000/z)*(l+1209/5000/z)*(h0+hl/z)syms g2 g3 g4 he=(1
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- 关 键 词:
- 控制系统 建模 分析 设计 仿真 计算机仿真 课程设计
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