最少拍控制系统设计仿真

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

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.

离散控制系统最少拍控制

摘要

本次设计针对一阶惯性积分系统在单位速度信号输入作用下进行最少拍数字控制器的设计，验证了最少拍控制器的优点，并对最少拍算法进行理论分析，分别设计出最少拍有纹波和无纹波数字控制器，利用 MATLAB 仿真平台对设计的最少拍数字控制器进行系统仿真研究，并对有纹波和无纹波系统进行对比研究。

关键词

最少拍控制；无纹波控制器；有纹波控制器；Matlab仿真

离散控制系统最少拍控制

目录

摘要……………………………………………………………………………………1 第一章 最少拍有纹波控制器设计………………………………………………….3

1.1 设计原理……………………………………………………………………3 1.2 设计举例……………………………………………………………………5 第二章 最少拍无纹波控制器设计………………………………………………….5

2.1 设计原理……………………………………………………………………5 2.2 设计举例……………………………………………………………………6 第三章 基于Matlab的最少拍控制的实现…………………………………………

课程设计报告书

课 题： PID控制系统的设计与仿真 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名：

题目类型：?理论研究 ?实验研究 ?工程设计 ?工程技术研究 ?软件开发

2013 年7月10日

前言

PID控制作为最早发展起来的控制策略之一，以其算法简单、鲁棒性好、对模型精度要求低、易于设计和操作等优点，至今仍然广泛地应用于工业控制中。随着工业控制复杂程度的增加、实际控制对象的非线性和时变等情况的普遍存在，常规PID 控制的适应性往往欠佳，实际控制场合中逐渐引进各种先进的控制策略。但是，限于先进控制策略理论的高深和实际实现的经济效益，对具有简单结构的PID控制的改进成为人们长期以来的研究热点。近年来，国内外已有大量的相关论文发表，实际应用中也出现了许多新型的PID控制器，不断挖掘PID控制的潜 力。 一. 课设题

有一被控对象传函为:

e?0.0

成绩

课程设计报告

题 目 PID

控制器应用

课 程 名 称 控制系统仿真 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 课程设计学时 指 导 教 师

金陵科技学院教务处制

一、课程设计应达到的目的

应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行控制系统的初步设计。

应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。

二、课程设计题目及要求

1． 单回路控制系统的设计及仿真。 2． 串级控制系统的设计及仿真。 3． 反馈前馈控制系统的设计及仿真。

4． 采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。

三、课程设计的内容与步骤

(1)． 单回路控制系统的设计及仿真。

课程设计报告书

课 题： PID控制系统的设计与仿真 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名：

题目类型：?理论研究 ?实验研究 ?工程设计 ?工程技术研究 ?软件开发

2013 年7月10日

前言

PID控制作为最早发展起来的控制策略之一，以其算法简单、鲁棒性好、对模型精度要求低、易于设计和操作等优点，至今仍然广泛地应用于工业控制中。随着工业控制复杂程度的增加、实际控制对象的非线性和时变等情况的普遍存在，常规PID 控制的适应性往往欠佳，实际控制场合中逐渐引进各种先进的控制策略。但是，限于先进控制策略理论的高深和实际实现的经济效益，对具有简单结构的PID控制的改进成为人们长期以来的研究热点。近年来，国内外已有大量的相关论文发表，实际应用中也出现了许多新型的PID控制器，不断挖掘PID控制的潜 力。 一. 课设题

有一被控对象传函为:

e?0.0

课程设计报告书

课 题： PID控制系统的设计与仿真 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名：

题目类型：?理论研究 ?实验研究 ?工程设计 ?工程技术研究 ?软件开发

2013 年7月10日

前言

PID控制作为最早发展起来的控制策略之一，以其算法简单、鲁棒性好、对模型精度要求低、易于设计和操作等优点，至今仍然广泛地应用于工业控制中。随着工业控制复杂程度的增加、实际控制对象的非线性和时变等情况的普遍存在，常规PID 控制的适应性往往欠佳，实际控制场合中逐渐引进各种先进的控制策略。但是，限于先进控制策略理论的高深和实际实现的经济效益，对具有简单结构的PID控制的改进成为人们长期以来的研究热点。近年来，国内外已有大量的相关论文发表，实际应用中也出现了许多新型的PID控制器，不断挖掘PID控制的潜 力。 一. 课设题

有一被控对象传函为:

e?0.0

实验名称：采样控制系统仿真 1.实验原理 1)采样控制系统

x(t)

- + A/D 采样器 数字 控制器 A/D 信号重构器 被控对象 y(t) 采样控制系统框图

如上图所示：采样控制系统主要由以下四部分构成：采样开关或模数转换器；数模转换器或信号重构器。离散的数字控制器；连续的被控对象或被控过程；

从系统的结构看，采样控制系统与连续控制系统明显的不同之处是：系统中有一个或若干个采样开关。通过采样开关，将连续信号转变成离散信号，这个过程称为采样。

连续信号e(t)经过采样后变成了一脉冲序列。由于采样开关每次闭合的时间h远小于采样周期T，也远小于系统中连续部分的时间常数，因此在分析控制系统时可认为h趋于零。这样采样过程实际上可视为理想脉冲序列对e(t)幅值的调制过程。采样开关相当于一个载波为的幅值调制器。采样过程如图所示。

2)Simulink仿真采样控制系统

使用Simulink仿真库，能够方便的仿真各种离散信号的输入输出，及采样开关的工作原理。此次实验采用采样控制对广义对象进行控制仿真，以仿真采样控制系统。 2.实验控制对象分析

已知被控对象传递

交通灯控制系统设计与仿真

项 目 名 称 交通灯控制系统设计与仿真 指 导 老 师 曾欣荣、宋小青 组 员 于 洋 20121642 黄腾飞 20121653

陈晗嫣 20122741 蒋煜襄 20122746

石 洁 20125620 黄玉佳 20125623

摘要

随着社会主义的建设，城市的规模在不断扩大，城市的交通也在不断的提高和改进，交通的顺畅已经成为制约社会主义建设的一个重要因素。目前，伴随着机动车辆的不断增

以来，有许许多多的设计工作者投身于十字路口交通建设的研究之中，创造和设计出了很多新型的方案，把我国交通建设推向了更高的发展阶段。当前，十字路口都采用了信号灯来控制车辆和人的通行，不仅便于维护管理，而且有较强的自动化。大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调，多值化方向发展随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。它的出现使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故

单闭环控制系统设计及仿真

班级 电信2014 姓名 张庆迎 学号 142081100079

摘要 直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，

所以在电气传动中获得了广泛应用。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。采用MATLAB软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计，并用SIMULINK进行动态数字仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行。

关键词 直流电机 直流调速系统 速度调节器 电流调节器 双闭环系统