计算机控制技术实验报告

计算机控制技术实验报告

精33 任雪冰 2013010667

一. 设计报告的全部内容（含分析）：

（一）. 基本信息：

实验日期为第15周周三以及即将到来的第16周周二，组号为第4组，至于设备号印象不是很清楚，似乎是1号（这就很尴尬）。组员有赵航，康轶譞与任雪冰。

（二）. 电机模型参数的辨识过程与辨识结果：

辨识过程：

1.首先是采样周期的确定，根据题中所给条件，由

????=0.3，????=0.5

可以解出：

ξ=0.3579，????=16.7665，BW=23.6527

再根据公式：

????=(10?30)max?(????，BW)，T=??

??

2??

可以解出：

0.008855s

为方便计算，令采样周期T=0.01s=10ms

2.然后便是在实验室的工作：给予系统一个幅值为5V的阶跃信号，观察并导出系统的响应曲线以及个点数据。 3.数据拟合：

理论计算出阶跃信号的输出函数为：

Y(s)?y(t)?5b

s(s?a)5b(1?e?at) a编写matlab程序：

fun=inline('b(1).*(1-exp(-b(2)*k))','b','k'); b0=[8,0.5];

[b,r,j]=nlinfit(k,y,fun,b0); b

（k是采集的时间，b是对应的数据）

将三次数据得到的b(1)、b(2)做平均得到最终结果 a=b(2)、b=b(1)*a/5 4.辨识结果： 结果为：

a=5.9817，b=50.7030

（三）. 计算机控制设计：

原理框图如下：

（图片来源于老师课件第七章）

设计步骤： 1.Z变换：

被控对象传递函数为：

G s =

对其求Z变换得：

H z =

2.求???? 分解：

B z =??+???，??+=1，???=0.002485??+0.002436

由于????=20>1，所以设：

????1=??0??+??1

可计算：

d=degA z ?degB z =1 r=deg??? ?? +deg????1 ?? =2

??1=?2???????????cos 1???2???????? =?1.8605

??2=???2????????=0.8869

所以：

????(??)(0.002485??+0.002436)?(??0??+??1)

= ????(??)??3?1.8605??2+0.8869??根据条件????=20>1可得方程：

???? 1 =1

11???????(??) == ??????=1??????5最后解得：

??0=0.7791，??1=4.5857

???? ?? =

????(??)0.001936??2+0.01329??+0.01117

???? ?? ==

????(??)??3?1.8605??2+0.8869??3.求T，S，R：

首先知道：

??(??)0.002485??+0.002436

= ??(??)??2?1.9419??+0.941950.7030

??(??+5.9817)T z =????1 ?? =0.7791??+4.5857

设：

R z =z+r，S z =??0??+??1

再根据公式：

A z ?R z +B ?? ??? ?? =????(??)

带入后各次幂对应系数相等，可解得：

R z =z+0.03471，S z =18.7872???13.4224

带入后验证无误。

（四）. 仿真:

1、原理框图

2、输出结果

二. 现场实验计算机控制系统原理框图：