《计算机控制技术》综合设计题
太阳光源跟踪系统利用伺服系统控制太阳电池帆板的移动，使其跟踪并始终垂直于太阳光线，最大程度地接受太阳能。

太阳光源跟踪系统由感光器与检测线路和电机的功率放大器（可以简化视为一个增益放大环节），太阳帆板（作为直流力矩电机的负载，可以近似看作常值转动惯量加到电机轴上），电机位置传感器（其输出与电机转角成正比的电压信号）和直流力矩电机组成。

太阳光源跟踪系统如题图a所示。

计算机控制系统方块图如题图b所示。

(a)
(b)
图太阳光源跟踪计算机控制系统
试用连续域-离散化设计方法设计数字控制器，满足如下指标要求：
（1）超调量%18%σ≤；
（2）上升时间r 0.55t s ≤；
（3）调节时间s 1t s ≤。

（4）静态速度误差系数v 5K >。

设计要求：
（1）
计算未加控制器时的性能指标，并绘出仿真曲线； （2）
设计连续域控制器D(s)，写出设计步骤，验算加控制器后的性能指标，并绘出仿真曲线； （3） 选用两种合适的离散化方法，将D (s )离散为D (z )。

并绘制采样周
期T 分别为0.01s ，0.05s ，0.1s 时，计算机控制系统的单位阶跃响应仿真曲线，记录时域指标r s %,t t σ和，计算v K 。

比较两种离
散化方法的性能，并说明连续域-离散化设计与采样周期T 的关系。

比较离散化前后系统的阶跃响应曲线，分析离散化后系统性能变化的原因。

（4） 最终选定你认为最合适的一种离散化方法和采样周期。

说明：所有的仿真都需有程序清单或simulink 模型。