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计算机控制技术实验
—基于Matlab 的最少拍控制系统设计
学院:计算机科学与技术
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基于Matlab 的最少拍控制系统设计
一. 实验目的
学习使用 Matlab 设计最少拍系统的方法。
二. 实验器材
x86 系列兼容型计算机，Matlab 软件。
三. 实验原理
1. 数字PID 系统设计
建立所示的数字PID 系统控制模型并进行系统仿真，已知：
,采样周期T=0.1s。
2. 最少拍系统仿真
最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号、速度信号、加速度信号等)作用下，经过最少拍(有限拍)使系统输出的系统稳态误差为零。因此，最少拍控制系统也称最少拍无差系统或最少拍随动系统，它实质上是时间最优控制系统，系统的性能指标就是系统调节时间最短或尽可能短，即对闭环Z传递函数要求快速性和准确性。下面以一个具体实例介绍最少拍系统的设计和仿真。
考虑图中所示的采样数字控制系统，被控对象的脉冲传递函数为
最少拍采样数字控制系统
设采样周期T=1s ，首先求取广义被控对象的脉冲传递函数：
广义被控对象
我们知道，最少拍系统是按照指定的输入形式设计的，输入形式不同，数字控制器也不同。因此，对三种不同的输入信号分别进行考虑：
(1)单位阶跃信号：
计算可得到最少拍数字控制器为
∅z=z-1
∅ez&
