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《微机控制技术》 课程设计报告

课 题： 最少拍控制算法研究 专业班级： 自动化1401 姓 名： 学 号：

指导老师： 朱琳琳

2017年5月21日

目 录

1. 实验目的 ······································································ 3 2. 控制任务及要求 ····························································· 3 3. 控制算法理论分析 ·························································· 3 4. 硬件设计 ······································································ 5 5. 软件设计 ······································································ 5 无纹波 ········································································· 5 有纹波 ········································································· 7 6. 结果分析 ······································································ 9 7. 课程设计体会 ······························································ 10

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1.实验目的

本次课程设计的目的是让同学们掌握微型计算机控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法、控制算法的设计、硬件设计的方法。学习并熟悉最少拍控制器的设计和算法；研究最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成；熟悉最少拍无纹波控制系统控制器的设计和实现方法。复习单片机及其他控制器在实际生活中的应用，进一步加深对专业知识的认识和理解，使自己的设计水平、对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。

2.控制任务及要求

1.设计并实现具有一个积分环节的二阶系统的最少拍有纹波控制和无纹波控制。

10对象特性G（s）＝ s ( s ? 1 )

采用零阶保持器H0（s），采样周期T＝0.1,试设计单位阶跃，单位速度输入时的有限拍调节器。

2.用Protel、Altium Designer等软件绘制原理图。

3.分别编写有纹波控制的算法程序和无纹波控制的算法程序。 4.绘制最少拍有纹波、无纹波控制时系统输出响应曲线，并分析。

3.控制算法理论分析

在离散控制系统中，通常把一个采样周期称作一拍。最少拍系统，也称为最小调整时间系统或最快响应系统。它是指系统对应于典型的输入具有最快的响应速度，被控量能经过最少采样周期达到设定值，且稳态误差为定值。显然，这样对系统的闭环脉冲传递函数?(z)提出了较为苛刻的要求，即其极点应位于Z平面的坐标原点处。

1最少拍控制算法

计算机控制系统的方框图为：

图7-1 最少拍计算机控制原理方框图

根据上述方框图可知，有限拍系统的闭环脉冲传递函数为：

?(z)?C(z)D(z)HG(z) (1) ?R(z)1?D(z)HG(z)E1(z)1??1??(z) (2) R(z)1?D(z)HG(z)3

?e(z)?