基于matlab的最少拍控制系统设计

计算机控制技术

--基于Matlab的最少拍控制系统设计

学 院： 计算机科学与技术 班 级： 计科0902班 学 号： 姓 名： 指导老师： 日 期： 2012年12月10日

实验五 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

系统如图所示，建立相应的数字PID 系统和最少拍系统并进行仿真。

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

Gp(s)?10 ，采样周期T=0.1s。

(s?1)(s?2)

2. 最少拍系统仿真

计算机控制系统 仿真实验

建立所示的数字PID 系统控制模型并进行系统仿真，已知Gp(S)?样周期T=1s。广义被控对象脉冲传递函数：

1?eG(z)?Z[G(s)]?Z[s?Ts10，采

S(S?1)3.679z(1?0.718z)K?]?，则G(z)的零点为?1?1s(s?1)(1?z)(1?0.3679z)?1?1-0.

能源与动力工程学院

课程设计报告

题 目：课 程：专 业：班 级：姓 名：学 号：

最少拍控制系统设计 计算机控制技术课程设计

《计算机控制技术》课程设计任务书

一、 课程设计目的

课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。

《计算机控制技术》是一门实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面的知识融合。通过课程设计，加深对学生控制算法设计的认识，学会控制算法的实际应用，使学生从整体上了解计算机控制系统的实际组成，掌握计算机控制系统的整体设计方法和设计步骤，编程调试，为从事计算机控制系统的理论设计和系统的整定工作打下基础。

二、 课程设计内容

设计以89C51单片机、ADC、DAC等电路和运放电路组成的被控对象构成的单闭环反馈控制系统。 1. 硬件

安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书

摘 要

控制系统校正属于系统设计环节，通过校正可以使系统的性能得到改善，从而使系统满足期望的性能指标。

本文主要研究线性定常系统的串联校正方法，包括串联超前校正、串联滞后校正和串联滞后超前校正。本文首先回顾了系统的时域性能指标和频域性能指标以及系统的校正方式，然后分别讨论了系统校正的根轨迹法和频率特性法。针对两种方法，分别给出了控制系统超前校正、滞后校正，滞后超前校正的理论依据、适用范围、校正步骤和相应的算法流程图，并针对各个校正方法编写了相应的MATLAB仿真程序，同时利用MATLAB的图形用户界面设计功能对控制系统校正进行了可视化界面设计，为每种校正方法设计了对应的GUI界面。针对每种方法给出具体实例验证了校正方法的有效性以及算法的正确性。

关键词： 串联校正，MATLAB，根轨迹法，频率特性法，GUI

····························· ·································································装订线I

安徽工业大学

本 科 毕 业 设 计

（ 2008 届）

题 目 学 院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期

基于Matlab的DSP控制系统

仿真研究

信息科学与工程学院

通信工程

2008年5月

信息科学与工程学院毕业(设计)论文 .i.

A Dissertation Submitted to Ningbo University For the degree of Bachelor of Engineering

Matlab Based Simulation on Control System used DSP

Written by Wuxi Ma

Directed by Dr. Ge Yinghui

Ningbo University, Ningbo, China

May,2008

信息科学与工程学院毕业(设计)论文 .i.

基于Matlab的DSP控制系统仿真研究

【摘要】

传统的DSP设计开发流程分为开发设计和产品实现两个环节。这样的开发流程比较复杂，本文应用Matlab对DSP控制系统开发进行了研究。基于Matlab/Simulink 的DSP系统级设计方法，完成了从概念设计、软件仿真、 代码生成及编译链接

太原理工大学

过程控制系统课程设计

设计名称水箱液位系统的控制设计 专业班级 自动化0902 学 号 姓 名 指导教师

太原理工大学现代科技学院过程控制系统课程设计报告

……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………… 专业班级 自动化0902 学号 姓名 成绩

目 录

摘 要.................................................. III 任 务 书 IV 第1章 绪论 .............................................. 4 1．1过程控制的定义 ...................

实验三

基于Matlab的纯滞后控制系统设计

一、实验目的

1) 学习使用simulink进行Smith预估补偿控制的设计方法。 2) 学习使用simulink实现Dahlin算法的设计方法。

二、实验原理

1. Smith预估补偿控制的设计 已知被控对象传递函数：

3e?30s (1) 22s+60s+1应用Smith预估补偿算法设计控制系统，并采用PID控制。原理图参见课本P127图4-21和P128图4-22。

G(s)?表1衰减曲线法整定控制器参数经验公式 控制规律 增益 Kp 积分时间 微分时间 Ti(min) 0.5Ts 0.3Ts

Td(min) 0.1Ts P PI PID

2. Dahlin算法的设计 已知被控对象传递函数：

0.83Kp 1.25Kp 2e?10s (2)

100s+1采样周期为2s，选择期望闭环传递函数中的时间常数分别为Tτ=5s，10s，20s，设计Dahlin控制器。原理图参见课本P129 4.3.2小节。

G(s)?三、实验内容

1) 按式(1)建立系统的Simulink模型，应用Smith预估补偿算法

太原理工大学

过程控制系统课程设计

设计名称水箱液位系统的控制设计 专业班级 自动化0902 学 号 姓 名 指导教师

太原理工大学现代科技学院过程控制系统课程设计报告

……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………… 专业班级 自动化0902 学号 姓名 成绩

目 录

摘 要.................................................. III 任 务 书 IV 第1章 绪论 .............................................. 4 1．1过程控制的定义 ...................

基于MATLAB的水箱水位模糊控制系统的设计

摘要：本文利用模糊控制理论设计出一套水箱水位模糊控制器系统，具体给出了系统设计方案，并应用MATLAB软件对该控制系统进行验证。仿真结果表明该系统取得了良好的预期效果，有效的提高了水位控制的精度。 关键字：水位; 模糊控制; MATLAB

Abstract: This paper designs a suit of water lever fuzzy controller system in the water tank using the fuzzy control theory, and gives us a system design project which is validated by the MATLAB. The final result shows that the project obtains an excellent anticipant result; it also enhances the precision of the water control.

Keywords: water lever; fuzzy control; MATLAB 0引言

在现代工业生产及日常生活

2014 / 2015 学年第 1 学期

计算机控制技术 实

班 级 学 生 指 导 验 报 告

学 号 1108030301 姓 名 蔡 梦 教 师 张 坤 鳌

实验二 基于 Matlab 的离散控制系统仿真

一、 实验目的和要求：

1、 学习使用 Matlab 的命令对控制系统进行仿真的方法

2、 学习使用 Matlab 中的 Simulink 工具箱进行系统仿真的方法

二、 实验环境

X86系列兼容型计算机，Matlab软件

三、 实验原理

1、控制系统命令行仿真

1）建立如图所示一阶系统控制模型并进行系统仿真：

一阶系统闭环传递函数为G（S）=

s1?333s=s?3，转换为离散系统脉冲传递

函数并仿真。

2）建立如图所示二阶系统控制模型并进行系统仿真：

52s(s?2?0.4?5)25251?s(s?2?0.4?5)=s2?2?0.4?5s?52， 二阶系统闭环传递函数为G（S）=

转换为离散系统脉冲传递函数并仿真，改变参数，观察不同的系统的仿真结果。

2、控制系统的 Simulink 仿真

教学单位 学生学号

学校LOGO

本科毕业论文（设计）

题 目 基于MATLAB GUI的控制系统界面设计 学生姓名 专业名称 指导教师

年 月 日

基于MATLAB GUI的控制系统界面设计

摘要：MATLAB语言是一种十分有效的工具，能容易地解决在系统仿真及控制系统设计领域的教学与研究中遇到的问题，它可以将使用者从频繁的底层编程中解放出来，把有限的宝贵时间更多地华仔解决科学问题上。MATLABA GUI是MATLAB人际交互界面。由于GUI本身提供了windows基本控件的支持，并且具有良好的时间驱动机制，同时提供了MATLAB数学库的接口，所以GUI对于控制系统仿真的平台设计显得十分合适。GUI对于每个用户窗口生成.fig和.m文件。前者负责界面的设计信息，后者负责后台代码的设计。

本文界面设计主要基于MATLAB GUI平台，结合控制系统基础理论和MATLAB控制系统工具箱，实现了用于控制系统界面的设计。主要包括：进行常规控制环节（比如PID）的图形界面设计，能够在已知传输函数的情况下，输出常用响应曲线。

关键词：控制系统；MATLAB GUI；计算机设计