文档介绍：北京理工大学珠海学院
《计算机仿真》课程设计说明书
题目: 控制系统建模、分析、设计和仿真
学院: 信息学院
专业班级: 自动化四班
学号:
学生姓名:
指导教师:
2012年 6 月 9 日
北京理工大学珠海学院
课程设计任务书
2011 ~2012 学年第 2学期
学生姓名: 专业班级:
指导教师: 范杰工作部门: 信息学院
一、课程设计题目
《控制系统建模、分析、设计和仿真》
本课程设计共列出10个同等难度的设计题目,编号为:[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。
学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。例如,学号为09xxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。
二、课程设计内容
(一)《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计内容
Dy(z)
G(s)
R(z)
Y(z)
+
_
U(z)
E(z)
最少拍有波纹控制系统
Dw(z)
G(s)
R(z)
Y(z)
+
_
U(z)
E(z)
最少拍无波纹控制系统
[8号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真
设连续被控对象的实测传递函数为:
用零阶保持器离散化,,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹
控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。
(二)《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计要求及评分标准【共100分】
1、求被控对象传递函数G(s)的MATLAB描述。(2分)
2、求被控对象脉冲传递函数G(z)。(4分)
3、转换G(z)为零极点增益模型并按z-1形式排列。(2分)
4、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位加速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳
定的要求。(6分)
5、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式,满足控制器Dy(z)可实现、最少拍和实际闭环系统稳定的要求。
(8分)
6、根据4、5、列写方程组,求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。(12分)
7、求针对单位加速度信号输入的最少拍有波纹控制器Dy(z)并说明Dy(z)的可实现性。(3分)
8、用程序仿真方法分析加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。(7分)
9、用图形仿真方法(Simulink)分析单位加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。(8分)
10、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳定的要求。(6分)
11、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式,满足控制器Dw(z)可实现、无波纹、最少拍和实际闭环系统稳定的要求。(8分)
12、根据10、11、列写方程组,求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。(12分)
13、求针对单位速度信号输入的最少拍无波纹控制器Dw(z)并说明Dw(z)的可实现性。(3分)
14、用程序仿真方法分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。(7分)
15、用图形仿真方法(Simulink)分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。(8分)
16、根据8、9、14、15、的分析,说明有波纹和无波纹的差别和物理意义。(4分)
三、进度安排
6月2日: 下达课程设计任务书;复习控制理论和计算机仿真知识,收集资料、熟悉仿真工具;确定
设计方案和步骤。
6月3日: 编程练习,程序设计;仿真调试,图形仿真参数整定;总结整理设计、仿真结果,撰写课程设计说明书。
6月9日至6月10日: 完成程序仿真调试和图形仿真调试;完成课程设计说明书;课程设计答辩总结。
四、基本要求
、解决问题,按计划完成课程设计任务;
,否则按考试作弊处理;
3. 学生在完成课程设计时须提交不少于3000字课程设计说明书;说明书结构为:
(1)封面,(2)任务书,(3)摘要,(4)关键词,(5)目录,(6)正文,(7)参考文献;
教研室主任签名:
2012年 6 月 2 日
摘要(Abstract)
本次课程实践为设计两个控制器分别为最小拍无波纹和最小拍有波纹控制器。通过这次实践可以进一步对所学的《计算机控制技术》有进一步的了解,并对Matlab软件的操作有一定程度的熟悉,为以后的工作或研究作基础。
MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值