課程設(shè)計最小拍控制

1、廣東工業(yè)大學課程設(shè)計（論文）課程名稱最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計題目名稱計算機控制技術(shù)課程設(shè)學生學部（系）機電工程系專業(yè)班級10電氣1班學號12031001025學生姓名梁衛(wèi)權(quán)指導(dǎo)教師曾美霞2013年06月18日廣東工業(yè)大學華立學院課程設(shè)計（論文）任務(wù)書題目名稱最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計學生學部（系）機電工程系專業(yè)班級電氣工程與其自動化姓名0 0 0學號計算機控制技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書一、課題名稱最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計二、課程設(shè)計目的課程設(shè)計是課程教學中的一項重要內(nèi)容，是達到教學目標的重要環(huán)節(jié)，是綜合性較 強的實踐教學環(huán)節(jié)，它對幫助學生全面牢固地掌握課堂教學內(nèi)容、培養(yǎng)學生的實踐和實 際動手能力、提高學生全面素質(zhì)具有很重

2、要的意義。計算機控制技術(shù)是一門理論性、實用性和實踐性都很強的課程，課程設(shè)計環(huán)節(jié) 應(yīng)占有更加重要的地位。計算機控制技術(shù)的課程設(shè)計是一個綜合運用知識的過程，它需 要控制理論、程序設(shè)計、硬件電路設(shè)計等方面的知識融合。通過課程設(shè)計，加深對學生控制算法設(shè)計的認識，學會控制算法的實際應(yīng)用，使學生從整體上了解計算機控制系統(tǒng) 的實際組成，掌握計算機控制系統(tǒng)的整體設(shè)計方法和設(shè)計步驟，編程調(diào)試，為從事計算 機控制系統(tǒng)的理論設(shè)計和系統(tǒng)的調(diào)試工作打下基礎(chǔ)。三、課程設(shè)計內(nèi)容設(shè)計以89C51單片機和ADC、DAC等電路、由運放電路實現(xiàn)的被控對象構(gòu)成的計 算機單閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。1. 硬件電路設(shè)計：89C51最小系統(tǒng)加上模

3、入電路（用ADC0809等）和模出電路（用 TLC7528和運放等）；由運放實現(xiàn)的被控對象。2. 控制算法：最少拍控制。3. 軟件設(shè)計：主程序、中斷程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、濾波程序、最少拍控制程序、D/A 輸出程序等。-5V+5V ），模出電路能輸出雙極性電壓四、課程設(shè)計要求1模入電路能接受雙極性電壓輸入（-5V+5V ）。2. 模入電路用兩個通道分別采集被控對象的輸出和給定信號3. 每個同學選擇不同的被控對象:G(s)5(s 1)(0.8s 1)G(s)G(s)5(0.8s 1)(0.3s 1)10(s 1)(0.4s 1)5G(s)5(0.8s 1)(0.2s 1)4. 設(shè)計無紋波最少拍控制

4、器。被控對象有積分環(huán)節(jié)的按斜坡輸入信號設(shè)計控制器,否則按階躍輸入信號設(shè)計控制器5. 定時中斷間隔可在10-50ms中選取，采樣周期取采樣中斷間隔的整數(shù)倍，可取1000-2000ms ，由實驗結(jié)果確定。6. 濾波方法可選擇平均值法，中值法等。有關(guān)的設(shè)計資料可參考計算機控制實驗指導(dǎo)書的相關(guān)內(nèi)容五、課程設(shè)計實驗結(jié)果1. 控制系統(tǒng)能正確運行。2. 正確整定PID參數(shù)后，系統(tǒng)階躍響應(yīng)的超調(diào) <15%六、進度安排序號內(nèi)容天數(shù)1布置任務(wù)，熟悉課題要求0.52總體方案確疋，硬件電路設(shè)計1.53熟悉實驗箱與C語言開發(fā)環(huán)境，研讀范例程序，14控制算法設(shè)計15軟件編程，調(diào)試16實驗17總結(jié)，撰寫課程設(shè)計報告1

5、七、課程設(shè)計報告內(nèi)容：總結(jié)設(shè)計過程，寫出設(shè)計報告，設(shè)計報告具體內(nèi)容要求如下:1. 課程設(shè)計的目和設(shè)計的任務(wù)。2. 課程設(shè)計的要求。3. 控制系統(tǒng)總框圖與系統(tǒng)工作原理4控制系統(tǒng)的硬件電路連接圖（含被控對象） ，電路的原理 5軟件設(shè)計流程圖與其說明。6電路設(shè)計，軟件編程、調(diào)試中遇到的問題與分析解決方法。 7實驗結(jié)果與其分析。8體會。發(fā)出任務(wù)書日期：年月日指導(dǎo)教師簽名：計劃完成日期：年月日教學單位責任人簽章：第二部分課程設(shè)計報目錄1 課題簡介 錯.誤. ! 未定義書簽。1.1 課程設(shè)計目的 錯.誤 !未定義書簽。1.2 課程設(shè)計內(nèi)容 錯.誤 !未定義書簽。1.3 課程設(shè)計要求 錯.誤 !未定義書簽。

6、2 最少拍控制方案設(shè)計 錯.誤 ! 未定義書簽。2.1 最少拍控制器的介紹 錯.誤 !未定義書簽。2.2 控制系統(tǒng)框圖與閉環(huán)工作原理 錯. 誤!未定義書簽。3 最少拍控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 錯. 誤 !未定義書簽。3.1 總體硬件電路圖 錯.誤 !未定義書簽。3.2 輸入雙極性的實現(xiàn)原理 錯.誤 !未定義書簽。3.3 輸出雙極性的實現(xiàn)原理 錯.誤 !未定義書簽。3.4 給定的被控對象的實現(xiàn) 錯.誤 !未定義書簽。4 最少拍無紋波系統(tǒng)控制算法設(shè)計 錯. 誤 !未定義書簽。4.1 最少拍無紋波控制的基本原理 錯. 誤!未定義書簽。4.2 最小拍無紋波控制的算法實現(xiàn) 錯. 誤!未定義書簽。5 最小拍無

7、紋波控制軟件編程設(shè)計 錯. 誤 !未定義書簽。5.1 主程序與中斷程序的思考圖與具體流程圖 錯誤 !未定義書簽。5.2 重要程序的作用與實現(xiàn) 錯.誤 !未定義書簽。6 實驗與結(jié)果分析 錯.誤 !未定義書簽。6.1 仿真結(jié)果 錯.誤. !未定義書簽。6.2 上機調(diào)試結(jié)果 錯.誤 !未定義書簽。7 小結(jié)與體會 錯.誤. ! 未定義書簽。參 考 文 獻 錯.誤. ! 未定義書簽。1 課題簡介1.1 課程設(shè)計目的課程設(shè)計是課程教學中的一項重要內(nèi)容，是達到教學目標的重要環(huán)節(jié)，是綜合性較 強的實踐教學環(huán)節(jié)，它對幫助學生全面牢固地掌握課堂教學內(nèi)容、培養(yǎng)學生的實踐和實 際動手能力、提高學生全面素質(zhì)具有很重要的

8、意義。計算機控制技術(shù)是一門理論性、實用性和實踐性都很強的課程，課程設(shè)計環(huán)節(jié) 應(yīng)占有更加重要的地位。計算機控制技術(shù)的課程設(shè)計是一個綜合運用知識的過程，它需 要控制理論、程序設(shè)計、硬件電路設(shè)計等方面的知識融合。通過課程設(shè)計，加深對學生 控制算法設(shè)計的認識，學會控制算法的實際應(yīng)用，使學生從整體上了解計算機控制系統(tǒng) 的實際組成，掌握計算機控制系統(tǒng)的整體設(shè)計方法和設(shè)計步驟，編程調(diào)試，為從事計算 機控制系統(tǒng)的理論設(shè)計和系統(tǒng)的調(diào)試工作打下基礎(chǔ)。1.2 課程設(shè)計內(nèi)容設(shè)計以 89C51 單片機和 ADC 、DAC 等電路、由運放電路實現(xiàn)的被控對象構(gòu)成的計算機單閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。1. 硬件電路設(shè)計： 89C51

9、最小系統(tǒng)加上模入電路 (用 ADC0809 等)和模出電路 (用TLC7528 和運放等)；由運放實現(xiàn)的被控對象。2. 控制算法：最少拍控制。3. 軟件設(shè)計：主程序、中斷程序、 A/D 轉(zhuǎn)換程序、濾波程序、 最少拍控制程序、 D/A輸出程序等。1.3 課程設(shè)計要求1. 模入電路能接受雙極性電壓輸入( -5V+5V )，模出電路能輸出雙極性電壓( -5V+5V )。2. 模入電路用兩個通道分別采集被控對象的輸出和給定信號。3. 每個同學選擇不同的被控對象：G(s)=5/(0.8s+1)(0.3s+1)4. 設(shè)計無紋波最少拍控制器。被控對象有積分環(huán)節(jié)的按斜坡輸入信號設(shè)計控制器， 否則按階躍輸入信號

10、設(shè)計控制器。5. 定時中斷間隔選取 10ms ，采樣周期取采樣中斷間隔的整數(shù)倍，取 1000ms6. 濾波方法可選擇平均值法，中值法和滑動濾波法。2 最少拍控制方案設(shè)計2.1 最少拍控制器的介紹最少拍控制器是基于準確的被控對象而建立的一種控制算法。隨動系統(tǒng)式一種速度跟蹤系統(tǒng)，它的主要性能指標是快速性，要求系統(tǒng)的輸出值盡 快地跟蹤給定值地變化。應(yīng)用數(shù)字控制器設(shè)計的隨動系統(tǒng)的快速性一般以系統(tǒng)需要多少 個采樣周期數(shù)來表征。通常稱一個采樣周期為一拍，無疑在越少的拍數(shù)內(nèi)，系統(tǒng)的輸出 能跟上給定值，則系統(tǒng)的快速性越好。最少拍控制就是為滿足這一要求的一種離散化設(shè)計方法。所謂最少拍控制，就是要求閉環(huán)系統(tǒng)對于某

11、個典型的輸入，設(shè)計D(z)使閉環(huán)系統(tǒng)響應(yīng)在最少的采樣周期內(nèi)(最少拍)達到采樣點上無靜差的穩(wěn)態(tài)，且閉環(huán)脈沖傳遞函 數(shù)具有以下形式： (Z)二 1Z-1+ 2Z-2 + + N Z-N其中N為可能情況下的最小正數(shù)。這一形式表明閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)在N個采樣周期后變?yōu)榱悖聪到y(tǒng)在N拍之內(nèi)達至U穩(wěn)定最少拍閉環(huán)控制系統(tǒng)包括給定值，輸出值，D/A轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，數(shù)字控制器，被控對象，零階保持器等環(huán)節(jié)。2.2控制系統(tǒng)框圖與閉環(huán)工作原理最少拍雙通道采樣的閉環(huán)系統(tǒng)框圖如上所示，在該系統(tǒng)中，對給定值r(t)進行D/A轉(zhuǎn)換采樣，得到離散化的r(z)，并且對輸出值c(t)也進行D/A轉(zhuǎn)換，得到c(z)，然后計 算有e(k )

12、 =c(k)-r(z)。D(z)為計算機控制系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)，U(z)為輸出的控制量，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后得到模擬控制量U(t)，對包含零階保持器的被控量進行控值進而達到要求的最小拍控制的目的。3最少拍控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1總體硬件電路圖3.2輸入雙極性的實現(xiàn)原理由圖可知，輸入通道IN7和IN6加了阻值為10K的電阻。IN1IN5的模擬量的允 許輸入范圍：04.98V。而加了上拉電阻的IN7和IN6端口，當輸入IN7的電壓為0V 時，進入A/D轉(zhuǎn)換的電壓為2.5V ；當輸入IN7的電壓為-5V時，進入轉(zhuǎn)換的電壓為0V。 就是說，輸入到外端口的電壓 Uout和進入轉(zhuǎn)換的電壓Uin的關(guān)系是U

13、in=(Uout+Vcc)/2, 因此能夠在IN7端口加上-5V+4.96V 的電壓也可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換的功能。3.3輸出雙極性的實現(xiàn)原理上圖為雙極性的輸出電路，該電路通過放大器和電阻的一系列計算關(guān)系實現(xiàn)輸出的雙極性。具體來說，R2左端的電壓為轉(zhuǎn)換輸出的單極性電壓Vdan,該電壓的大小為，這就是原本單極性輸出的正常電壓。 但是加上如上的電路之后，我們設(shè)輸出電壓為 Vout, 因為右邊的放大器3號端口接地，所以2號端口也虛地，即電壓為0V。又因為放大器2號端子向右可以認為是斷路，無電流。綜上，有:VoutVccR3W102 R,outR3(W102VccR4善VdjR2只要調(diào)試 W102是W102加上

14、R4為2K，那么輸出的電壓，由此可知，實現(xiàn)了 D/A轉(zhuǎn)換的雙極性輸出3.4給定的被控對象的實現(xiàn)課程設(shè)計任務(wù)書中有8個被控對象，我們?nèi)∑渲幸粋€分析被控對象是如何實現(xiàn)的被控對象為G(s)=5/(0.8s+1)(0.3s+1)的實現(xiàn)的硬件電路圖為在該圖中，左邊的積分環(huán)節(jié)通過選取200K的輸入電阻和4UF的并聯(lián)電容來實現(xiàn), 右邊的放大器上并聯(lián)了 R=100K 和 C=3uF 實現(xiàn)時間常數(shù) T2=0.3s ，然后通過 R7/R8=5 實現(xiàn)放大系數(shù) Kp=5 的要求。4 最少拍無紋波系統(tǒng)控制算法設(shè)計4.1 最少拍無紋波控制的基本原理按最少拍有紋波系統(tǒng)設(shè)計的控制器，其系統(tǒng)的輸出值跟蹤輸入值后，在非采樣點有

15、紋波存在；原因就在于當偏差為 0 時，數(shù)字控制器的輸出序列 u(k) 不為恒值(常數(shù)或 零)，而是振蕩收斂的；非采樣時刻的紋波現(xiàn)象不僅造成非采樣時刻的偏差，而且浪費 執(zhí)行機構(gòu)的功率，增加設(shè)備磨損，因此必須消除。設(shè)計最少拍無紋波控制器的必要條件 無紋波系統(tǒng)要求系統(tǒng)的輸出信號在采樣點之間不產(chǎn)生紋波，必須滿足： 對階躍輸入，當t > NT時，有y(t)二常數(shù)； 對速度輸入，當t > NT時，有y '二常數(shù)；即G (s)中至少要有一個積分環(huán)節(jié)， 對加速度輸入，當t > NT時，有y '' (t)二常數(shù)；G (s)中至少要有兩個積分環(huán)節(jié)， 這樣，被控對象G (s

16、)必須有能力給出與系統(tǒng)r(t)相同且平滑的輸出。因此，設(shè)計最少拍無紋波控制器時，針對輸入對象必須有足夠的積分環(huán)節(jié)最少拍無紋波系統(tǒng)確定(z)的約束條件0)。控制信號要使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出無紋波，就要求穩(wěn)態(tài)時的控制信號u(k)為常值(包括u(k)的Z變換:1u(0) u(1)z. u(l)zu(l1)z (l 1)如果系統(tǒng)經(jīng)過l個采樣周期到達穩(wěn)態(tài)，無紋波要求:u(l) u(l 1) u(l 2).常數(shù)(包括 0)設(shè)廣義對象由 Y(z) G(z)U(z)U(z)Y(z)G(z)(z)G(z)R(z)(z) zdB(z)A(z)R(z)要使u(k)為常數(shù),u(k)必須是z-1的有限多項式。故閉環(huán)傳遞函數(shù)必

17、須包含G(z)的全部零點與滯后環(huán)節(jié)令(z) zdB(z)F2(z)wd1z (1 biZ )F2(z)i 1w為G(z)所有零點數(shù)(包括單位圓內(nèi)、單位圓上以與單位圓外的零點) 其所有零點。F2(Z) f21Z 1 f22Z2 . f2nZ nb 1 ,b2,wb為由此可見，有紋波和無紋波設(shè)計唯一區(qū)別在于：有紋波設(shè)計時， 包含G(z)單位圓上和單位圓外的零點；無波紋設(shè)計時， 包含G(z)單位圓內(nèi)、單位圓上、單位圓外的所有零點4.1.3最少拍無紋波控制器確定(z)的步驟確定(z)必須滿足下列條件：被控對象中含有足夠的積分環(huán)節(jié)，以滿足無紋波系統(tǒng)設(shè)計的必要條件；按w Z d(1i 1biZ 1) F2

18、(z)選擇(z)按e(z)v j(1 az 1)(1 z1)qF1(z),q ji 1e(z)v j(1i 1aiZ 1)(1 z)jFi(z),q j 選擇e(z); F1(z)、F2(z)階數(shù)的確定R(Z)1 fnZ12f12Z. m1mZn2nZF2(Z)f2lZ若G(z)有j個極點在單位圓上，即z= 1 ,m=w+dn二 v-j+q若G(z)有j個極點在單位圓上，即z= 1 ,j> q，有n=vm=w+d4.2最小拍無紋波控制的算法實現(xiàn)對于具體的被控對象，如G(s)=5/(0.8s+1)(0.3s+1) ，要實現(xiàn)對它的計算機控制算法的設(shè)計需要經(jīng)過一系列的計算。首先廣義對象的脈沖傳

19、遞函數(shù)1 1G(z) 2.5313Z (1 0.450迅)，對于該式，輸入速度信號，能滿足無紋波控制的要求，且(1 z 1)(1 0.0821Z 1)D=0,q=2,v=1,w=1, 且 j<q,故有 m=w+d=1,n=v-j+q=2. 對 單位 速度輸 入信號e(z) (1 Z1)2(1 fnZ1)，(Z) (1 0.4505Z1)(f21Z1 f?2Z 2)，因為(z) 1 e(z)，故可以 解 得f11 0.4070, f21 1.593, f220.9035. 由 此 可 知(z)(1 0.4505Z 1)(1.593z 1 0.9035z 2),e(z)(1 z 1)2(1

20、0.4070Z1),于是求得G二5/ (sl) (0.強+1)二5/G1 8tst£np二00 5:dp=0.81.8 1Lhs-tf ( np, dp);hz;二 c2d(h 巳 1)hz 二1. 533 7+0. 722- Q.6544 z + 0. 1054Sawle time： 1 secondsDi sere teatime transfer funGtion.利用MATLAB仿真軟件，得到結(jié)果：D(s)=(2.815z+0.6252)/(zA2-0.32222z+0.01),進一步可知這就是計u(k)=0.593u(k-1)+0.4070u(k-2)+0.6294e(k)

21、-0.4087e(k-1)+0.0293e(k-2),算機控制所要的控制式。采樣周期選擇1s,定時中斷選擇為10ms,就是說100個定時中斷后進行采樣。5最小拍無紋波控制軟件編程設(shè)計5.1主程序與中斷程序的思考圖與具體流程圖5.2重要程序的作用與實現(xiàn)521任務(wù)的分配主程序主要實現(xiàn)系統(tǒng)初始化和變量初始化的操作，具體來說，如流程圖所示，包括 設(shè)定定時器的工作狀態(tài)、定時器裝初值、設(shè)定外中斷類型、幵外中斷和定時中斷、啟動 定時器、D/A清零、變量清零等內(nèi)容，完成上述操作后就等待進入定時中斷。定時中斷程序?qū)崿F(xiàn)的功能有兩個：一是重新裝入定時初值，二是啟動D/A轉(zhuǎn)換進而能進入轉(zhuǎn)換外中斷。外中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)了

22、采樣和計算輸出控制量的功能。首先檢查是否到了同步信號，如果到了，就把輸出清零、變量初始化并給采樣周期值， 沒到就檢查是否到了采樣周期。 如果到了采樣周期，就進行下一步的采樣和計算。具體就是，依次采樣7號通道和6號通道，然后計算出偏差。根據(jù)之前算得的公式計算出控制輸出u(k),然后檢查控制量是否溢出，溢出了就取相應(yīng)的最值。這之后輸出控制量。最后進行控制量和偏差的遞推和采 樣周期恢復(fù)，就返回了。重要程序的源碼介紹A/D 轉(zhuǎn)換程序While(k>0) k-;EX1 =1;set =ADC_7-128;DEFI=1;EK=cont-set;If(TC=0) cont=ADC_7-128;DEFI

23、=0;str =0;str =1;EX1 =0;k =200;從以上程序中我們可以知道，當采樣周期到時，首先采樣 7 號端口的數(shù)值然后選中6 號端口，啟動轉(zhuǎn)換，等待 200uS 后，采樣 6 號端口的數(shù)值，需要注意的一點是在 6號端口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后也會產(chǎn)生中斷信號影響計算機的控制，因此在等待轉(zhuǎn)換之前要先關(guān)掉外部中斷，等轉(zhuǎn)換完成后再打開。于是兩通道都完成采樣了。最少拍控制程序開始我們已經(jīng)計算出最小拍的控制輸出和偏差以與之前的控制輸出之間的關(guān)系是： u(k)=0.593u(k-1)+0.4070u(k-2)+0.6294e(k)-0.4087e(k-1)+0.0293e(k-2) 。于是首先 定

24、義一些變量 YY0 、 YY1 、YY2 、YY3、HH1 、 HH2 、HH3 ，在主函數(shù)中賦給他們計算 出的相應(yīng)的數(shù)值，然后在中斷服務(wù)程序里進行計算，對應(yīng)的程序就是：float KK0 =-0.1896;/ 系數(shù) YY0float KK1 =-0.04109;/ 系數(shù) YY1float KK2 =0.02798;/ 系數(shù) YY2float KK3 =0;/ 系數(shù) YY318 / 28float PP1 = 1.9572;/ 系數(shù) HH1float PP2 = -0.9145;/ 系數(shù) HH2float PP3 = -0.04276;/ 系數(shù) HH3float G = 1;/ 增益調(diào)整i =

25、 YY0*EK + YY1*EK_1 + YY2*EK_2+YY3*EK_3 ;j = HH1*UK_1 + HH2*UK_2 + HH3*UK_3;UK = G*i + j;濾波程序的介紹為了實現(xiàn)滑動濾波的功能，要定義四個變量來保存采樣值 M,M_1,N,N_1 程序如下：cont=(ADC_7-128+M+M_1)/3;M_1=M;M=ADC_7-128;set =(ADC_7-128+N+N_1)/3;N_1=N;N=ADC_7-128;通過滑動的方法， 每次計算偏差 EK 時取本次和前兩次的采樣值取平均 的方法，實現(xiàn)了濾波的功能，并且通過變量 M,M_1,N,N_1 的遞推實現(xiàn)滑 動的

26、效果。6 實驗與結(jié)果分析6.1 仿真結(jié)果 為了驗證計算數(shù)據(jù)是否正確，首先，我們利用已有的 最小拍控制的 Simulink 可仿真模型單位階躍信號的 Simulink 仿真模型系統(tǒng)輸出如圖所示數(shù)字控制器輸出單位速度信號的Simulink 仿真模型WWR切單位速度信號如圖所示系統(tǒng)輸出如圖所示數(shù)字控制器輸出6.2仿真模型上機結(jié)果分析當輸入信號為單位階躍信號時，按照最小拍控制策略設(shè)計的數(shù)字控制器， 實現(xiàn)輸入經(jīng)過一拍后，在采樣時刻系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為零，輸出跟蹤輸入但在 采樣點間，系統(tǒng)輸出有紋波存在。當輸入信號為單位速度信號時，按照最小拍控制策略設(shè)計的數(shù)字控制器， 實現(xiàn)輸入經(jīng)過兩拍后，在采樣時刻系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為

27、零，輸出跟蹤輸入，但 在采樣點間，系統(tǒng)輸出有紋波存在。綜上所述，被控對象穩(wěn)定且不包含純滯后環(huán)節(jié)，按最少拍原則設(shè)計數(shù)字控 制器，雖然設(shè)計方法直觀簡單， 又便于在計算機上實現(xiàn)，但也存在著缺點 系統(tǒng)輸出在采樣點間存在紋波，最少拍設(shè)計是保證在采樣點上穩(wěn)態(tài)誤差 為零，而在采樣點之間系統(tǒng)輸出可能存在波動，其原因在于數(shù)字控制器的輸出 u ( k )經(jīng)過兩拍后不為零或為常值，而是出于振蕩收斂。 系統(tǒng)適應(yīng)性差，最少拍原則是根據(jù)某種典型輸入信號設(shè)計的，對其它輸入信號不一定是最少拍，甚至可能產(chǎn)生很大的超調(diào)和靜差。 控制幅值的約束最少拍設(shè)計實質(zhì)上是時間最優(yōu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在此過程中，對數(shù)字控制器的輸出沒有做任何約束，但實際

28、上控制機構(gòu)所能提供的能量是有限，所以采用最少拍原則設(shè)計的計算機控制系統(tǒng)，由于被控對象存在飽和特性，系統(tǒng)響應(yīng)輸出不一定滿足最少拍目的。從圖上的效果來看是能 夠滿足控制的要求的，所計算的數(shù)據(jù)是正確的。7 小結(jié)與體會在本次設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很 不順手，看似很簡單的電路，連接起來也很困難，因為我們要查找模塊， 選擇電阻和電容。 還要將電腦中的程序載入模塊，調(diào)試運行。在調(diào)試的過程中，遇到的問題 更多，調(diào)試的過程是一個讓人思考的過程，也是熟悉穩(wěn)態(tài)方法和實踐動手 的好機會，順著模塊的順序依次排查接線，出現(xiàn)問題，想出各種可能的情 況，測試解決。通過這次的課程設(shè)計，鍛煉了我的動

29、手實踐能力，讓我有機會將課本 所學的知識與實際相結(jié)合。切身體會到動手能力的重要。同時電路的設(shè)計 修改也是我將知識整理融匯的過程，在某些課設(shè)涉與的地方我的理解更加 深入了。今后隨著學習的深入，還會有更加深入的理論方法，相信到時候 我可以學會更多知識，將所學的知識學以致用。經(jīng)過此次的課程設(shè)計，我對所學過的知識在應(yīng)用方面有了初步認識， 并且學到很多擴展方面的知識，且再對課題的仿真過程當中，能夠熟練的 使用 Simulink 軟件。通過查資料了解了課本上沒學到的知識，也知道了 AT89C52 與我們所學的 80C51 引腳，內(nèi)部結(jié)構(gòu)以與用途上的差別。還選 擇了 ADC0809 作為 A/D 轉(zhuǎn)換器，

30、DAC0832 作為本系統(tǒng)的 D/A 轉(zhuǎn)換器。 通過模擬量經(jīng)過輸入通道進入 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換， 傳輸?shù)絾纹瑱C內(nèi)， 通 過編程，對所錄入的模擬信號進行編程，實現(xiàn)外擴電路的顯示，以與 D/A 轉(zhuǎn)換后傳輸給執(zhí)行器進行控制。經(jīng)過此次的課程設(shè)計，我對所學過的知識 在應(yīng)用方面有了初步認識，并且學到很多擴展方面的知識，且再對課題的 仿真過程當中，能夠熟練的使用 Simulink 軟件。通過查資料了解了課本 上沒學到的知識， 也知道了 AT89C52 與我們所學的 80C51 引腳， 內(nèi)部結(jié) 構(gòu)以與用途上的差別。 還選擇了 ADC0809 作為 A/D 轉(zhuǎn)換器， DAC0832 作為本系統(tǒng)的 D/A 轉(zhuǎn)換器。通