过程控制课设截图(1)

题目：设有一纯延时被控对象G(s)310)1()(sesGs现拟用一数字调节器对其实施控制，设采样周期为T=1s1.求出改对象带零阶保持器后离散化的Z传函。2.使用最少拍法设计一个调节器。3.使用大林算法设计一个调节器。4.在Simulink中对上述两种调节器的运行情况进行仿真。纯延时(10s)ZOHStepScopeG(s)1(s+1)(s+1)(s+1)D(z)zeros(z)poles(z)1.求出改对象带零阶保持器后离散化的Z传函1）.求出Gs，并用零阶保持器离散化2.）求出Gz零极点模型0.0803z^-11(1+1.799z^-1)(1+0.1238z^-1)Gz=——————————————————————————————(1-0.4082z^-1)[1-(0.3479+0.0307i)z^-1][1-(0.3479-0.0307i)z^-1]2.最小拍控制Gc=z^-11(1+1.799z^-1)*m1*z^-1Ge=(1-z^-1)(1+f1z^-1+f2z^-2+f3z^-3+f4z^-4+f5z^-5+f6z^-6+f7z^-7+f8z^-8+f9z^-9+f10z^-10+f11z^-11+f12z^-12)Gc+Gz=1；解得f1=f2=f3=f4=…=f10=f11=1;f12=0.6427;m=0.3573;得最小拍调节器为Dz=Gc/Ge/Gz=4.449z^-1*(1-0.4082z^-1)[1-(0.3479+0.0307i)z^-1][1-(0.3479-0.0307i)z^-1]（1+0.1238z^-1）*(1-z^-1)*(1+z^-1+z^-2+z^-3+…+z^-10+z^-11+0.643z^-12)求出1+z^-1+z^-2+z^-3+…+z^-10+z^-11+0.643z^-12=0的根，如下图把零极点带入带入下图中的环节中的参数中纯延时(10s)ZOHStepScopeG(s)1(s+1)(s+1)(s+1)D(z)zeros(z)poles(z)带入得3.大林控制器设计0.080301z^-11*(1+1.799z^-1)*(1+0.1238z^-1)G(Z)=——————————————————————————————(1-0.4082z^-1)[1-(0.3479+0.0307i)z^-1][1-(0.3479-0.0307i)z^-1]当采样周期T=1;取T’=2时，则p=exp(-T/T’)=0.607;所以Gc(Z)=z^-10*（1-p）*z^-1*------------------------------------------(1-pz^-1)=0.393z^-11*(1+1.799z^-1)-----------------------------------------1-0.607z^-1Ge(Z)=1-Gc(Z)=1-0.607z^-1-0.393z^-11-0.707z^-12-----------------------------------------------------1-0.607z^-1所以大林控制器设计如下：D(Z)=Gc(Z)/Ge(Z)/G(Z)=4.894*(1-0.4082z^-1)[1-(0.3479+0.0307i)z^-1][1-(0.3479-0.0307i)z^-1]——————————————————————————————————（1+0.1238z^-1）*(1-0.607z^-1-0.393z^-11-0.707z^-12)(1+1.799z^-1)1）当控制器中控制变量有一个十分接近z=-1的点是，震荡幅度很大，这时令z=1可消除振铃现象.2）若采样保持后z的传递函数G(Z)中出现了单位园外的零点，将引起不稳定的控制，相当于控制器中出不稳定极点，可采用消除振铃极点的方法处理。此时，令1+1.799z^-1中z=1；大林控制器设计如下：D(Z)=Gc(Z)/Ge(Z)/G(Z)=1.7485*(1-0.4082z^-1)[1-(0.3479+0.0307i)z^-1][1-(0.3479-0.0307i)z^-1]——————————————————————————————————（1+0.1238z^-1）*(1-0.607z^-1-0.393z^-11)求出1-0.607z^-1-0.393z^-11-0.707z^-12=0的根，如下图把零极点带入带入下图中的环节中的参数中当采样周期T=1;取T’=3时，则p=exp(-T/T’)=0.7165;同上，求得大林控制器设计如下：D(Z)=Gc(Z)/Ge(Z)/G(Z)=1.25*(1-0.4082z^-1)[1-(0.3479+0.0307i)z^-1][1-(0.3479-0.0307i)z^-1]——————————————————————————————————（1+0.1238z^-1）*(1-0.7165z^-1-0.2835z^-11)求出1-0.7165z^-1-0.2835z^-11的根，如下图将零极点带入Discretzero-pole仿真结果如图改变T’，可以得到不同的控制效果，比较采样周期T=1;取T’=2，采样周期T=1;取T’=3的控制效果，在这里选择采样周期T=1;取T’=3，采用大林算法设计的调节器D(Z)=Gc(Z)/Ge(Z)/G(Z)=1.25*(1-0.4082z^-1)[1-(0.3479+0.0307i)z^-1][1-(0.3479-0.0307i)z^-1]——————————————————————————————————（1+0.1238z^-1）*(1-0.7165z^-1-0.2835z^-11)4.设计小结通过本次课程设计，我们把所学的东西运用到的实际中去，对课程控制有了更深的理解。同时在设计过程中，我们遇到了很多问题，并不是一次就能成功，比如用大林算法设计中的振铃问题，但是这时，我们并不能像在理论学习中那样直接忽略它，似懂非懂，考试能过就行了，我们必须去面对它，并且采取一定的方法去克服它，仿真才能得到令我们满意的结果。同时我们也能在实践中明白我们为什么要学习过程控制，最小拍控制和大林控制的优缺点。总之，我们在设计中收获了很多。