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计算机控制系统实验

实验二:大林算法控制器设计与仿真
一、实验目的
1、掌握大林控制算法的基本概念和实现方法;
2、掌握在MA TLAB 下大林算法控制器的调试方法;
3、观察大林控制算法控制器的控制效果;
二、实验属性
设计、验证性实验
三、 实验内容
1、对象为一阶惯性加纯滞后系统,其开环传递函数为:
1
4.0)(76.0+=-S e S G S
采样时间为0.5S ,大林算法的期望闭环响应设计为1
)(76.0+=Φ-S e S S
α。

α为控制系数,大林控制算法的MATLAB 程序如后所附。

四、实验要求
1、实验中:在MATLAB 下输入程序,设置控制系数α=0.5,检验控制效果,调整系数α的值(0.1至1之间),比较控制效果,找出并记录最佳控制时的α值及控制结果;
2、完成实验报告。

附录 大林控制算法的MATLAB 程序
% Delay Control with Dalin Algorithm
clear all;
close all;
ts=0.5;
%Plant
sys1=tf([1],[0.4,1],'inputdelay',0.76);
dsys1=c2d(sys1,ts,'zoh');
[num1,den1]=tfdata(dsys1,'v');
% Ideal closed loop
sys2=tf([1],[0.15,1],'inputdelay',0.76);
dsys2=c2d(sys2,ts,'zoh');
% Design Dalin controller
dsys=1/dsys1*dsys2/(1-dsys2);
[num,den]=tfdata(dsys,'v');
u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;u_4=0.0;u_5=0.0;
y_1=0.0;
error_1=0.0;error_2=0.0;error_3=0.0;
ei=0;
for k=1:1:50
time(k)=k*ts;
rin(k)=1.0; %Tracing Step Signal
yout(k)=-den1(2)*y_1+num1(2)*u_2+num1(3)*u_3;
error(k)=rin(k)-yout(k);
M=1;
if M==1 %Using Dalin Method
u(k)=(num(1)*error(k)+num(2)*error_1+num(3)*error_2+num(4)*error_3...
-den(3)*u_1-den(4)*u_2-den(5)*u_3-den(6)*u_4-den(7)*u_5)/den(2); elseif M==2 %Using PID Method
ei=ei+error(k)*ts;
u(k)=1.0*error(k)+0.10*(error(k)-error_1)/ts+0.50*ei;
end
%----------Return of dalin parameters------------
u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);
y_1=yout(k);
error_3=error_2;error_2=error_1;error_1=error(k);
end
plot(time,rin,'b',time,yout,'r');
xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout');。

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