【正文】 目錄 引言 ............................................................................................................................................. 1 1 計算機(jī)控制仿真簡介 ........................................................................................................... 1 2 小組分工 ............................................................................................................................ 1 一、數(shù)字 PID 閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真實現(xiàn) ......................................................... 1 基本理論知識 .................................................................................................................. 1 設(shè)計要求 ......................................................................................................................... 2 總體方案設(shè)計 .................................................................................................................. 3 詳細(xì)設(shè)計 ......................................................................................................................... 3 調(diào)試 Simulink 仿真 .......................................................................................................... 9 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................................................16 二、最少拍無紋波計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真實現(xiàn) ......................................................................17 基本理論知識 .................................................................................................................17 設(shè)計要求 ........................................................................................................................18 設(shè)計過程 .........................................................................................................................19 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................................................28 三、大林算法計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真實現(xiàn) .............................................................................29 設(shè)計要求 ........................................................................................................................29 總體方案設(shè)計 .................................................................................................................29 基本理論知識 .................................................................................................................30 大林算法具體設(shè)計 ..........................................................................................................32 Simulink 仿真部分 ...........................................................................................................33 四、二階彈簧 —阻尼系統(tǒng)的 PID 控制器設(shè)計及其參數(shù)整定 ...........................................................38 設(shè)計要求 ........................................................................................................................38 總體方案設(shè)計 .................................................................................................................38 基本理論知識 .................................................................................................................39 詳細(xì)設(shè)計 ........................................................................................................................41 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................................................47 五、二階系統(tǒng)串聯(lián)校正裝置的設(shè)計與分析 ....................................................................................48 設(shè)計要求 ........................................................................................................................48 基本理論知識 .................................................................................................................48 詳細(xì)設(shè)計 ........................................................................................................................49 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................................................53 六、單級倒立擺的最優(yōu)控制器設(shè)計 ...............................................................................................54 設(shè)計要求 ........................................................................................................................54 總體方案設(shè)計 .................................................................................................................54 基本理論知識 .................................................................................................................55 詳細(xì)設(shè)計 ........................................................................................................................56 調(diào)試 Simulink 仿真 .........................................................................................................62 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................................................63 七、參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................64 1 引言 1 計算機(jī)控制 仿真 簡介 計算機(jī)控制仿真技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來的一種綜合性實驗技術(shù)，它建立在系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)建模、控制理論、計算機(jī)技術(shù)及計算方法等學(xué)科的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)設(shè)計、研究和決策提供了一種先進(jìn)而有效的手段，并已被廣泛應(yīng)用于工程及非工程領(lǐng)域，取得了顯著的成果。 MATLAB 是一種計算科學(xué)軟件，利用它可以解決自動控制中遇到的問題。主要有數(shù)據(jù)可視化、創(chuàng)建用戶圖形界面和簡單數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理等，數(shù)據(jù)或圖形的可視化是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或圖形圖像處理的第一步，它不僅僅是二維，還可以是三維空間。 (2) 對穩(wěn)態(tài)性能的影響 加大比例控制系數(shù) Kp，在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，可以減小穩(wěn)態(tài)誤差提高控制精度，卻不能完全消除穩(wěn)態(tài)誤差。 TI 太小系統(tǒng)將不穩(wěn)定， TI 偏小，振蕩次數(shù)較多， TI 太大，對系統(tǒng)性能的影響減少。但 TI 太大時，積分作用呆太弱，以至不能減少穩(wěn)態(tài)誤差。當(dāng) TD 偏大時，超調(diào)量較大，當(dāng) TD 偏小時，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時間也較長。 （ 2）必須滿足采樣定理的要求，對于隨動系統(tǒng) ，為系統(tǒng)的開環(huán)截止頻率。 （ 3）選擇采樣周期 T 太小，將使微分積分作用不明顯。 （ 5）執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作慣性大時， T 應(yīng)取大些。 3 圖 13 某晶閘管直流單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 要求： 運用 MATLAB/Simulink 軟件對控制系統(tǒng)進(jìn)行建模并對模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置； 封裝 PID 模塊的控制圖； 使用期望特性法來確定 Kp、 Ti、 Td 以及采樣周期 T，期望系統(tǒng)對應(yīng)的閉環(huán)特征根為： 300， 300， 30+j30 和 30j30，觀察其單位階躍響應(yīng)曲線，得出仿真結(jié)果并進(jìn)行仿真分析； 記錄在改變 PID 控制某一控制參數(shù)（比例系數(shù)或積分系數(shù)或微分系數(shù)）時，該系統(tǒng)對應(yīng)的階躍響應(yīng)曲線的變化，并觀察闡述發(fā)生這種變化的規(guī)律； 總結(jié) P、 I、 D 控制參數(shù)的改變對系統(tǒng)控制效果的影響。 詳細(xì)設(shè)計