最小拍系统matlab仿真
最少拍数字控制器的设计 (2)
摘要本次设计针对一阶惯性积分系统在单位速度信号输入作用下进行最少拍数字控制器的设计，验证了最少拍控制器的优点，并对最少拍算法进行理论分析，分别设计出最少拍有纹波和无纹波数字控制器，利用 MATLAB 仿真平台对设计的最少拍数字控制器进行系统仿真研究，并对有纹波和无纹波系统进行对比研究。
关键词最少拍控制；无纹波控制器；有纹波控制器；Matlab仿真目录摘要 (1)第一章最少拍有纹波控制器设计 (3)1.1设计原理 (3)1.2设计举例 (5)第二章最少拍无纹波控制器设计 (5)2.1 设计原理 (5)2.2 设计举例 (6)第三章基于Matlab的最少拍控制的实现 (7)3.1 输入单位阶跃信号 (7)3.2 输入单位速度信号 (8)3.3 输入单位加速度信号 (9)参考文献 (10)致谢 (11)离散控制系统最少拍控制最少拍系统控制设计是指系统在典型输入信号（如单位阶跃输入信号、单位速度输入信号、单位加速度输入信号等）作用下，经过最少拍（有限拍），使系统输出的稳态误差为零。
最少拍控制系统也称为最少拍无差系统、最少拍随动系统，实际上是时间最优控制系统，系统的性能指标就是系统的调节时间最短或者尽可能的短。
可以看出，这种系统对闭环脉冲传递函数的要求是快递性和准确性。
最少拍控制系统的设计与被控对象的零极点位置有很密切的关系。
第一章 最少拍有纹波控制器设计1.1设计原理由系统闭环脉冲传递函数可以看出，在Φ（z ）中，D(z)和G （z ）总是成对出现的。
只有当广义对象稳定[即G （z ）在z 平面单位圆上和单位圆外没有极点]且不包含纯滞后环节时，上述方法才是可行的，否则，不允许D （z ）与G （z ）发生零极点对消。
这是因为，简单地利用D （z ）的零点去对消G （z ）不稳定极点，虽从理论上来说可以得到一个稳定的闭环系统，但这种稳定是建立在零极点完全对消的基础上的。
当系统参数产生飘逸，或者对象辨识有误差时，这种零极点对消就不可能准确实现，从而引起闭环系统不稳定。
基于MATLAB的最小二乘曲线拟合仿真研究
基于MATLAB的最小二乘曲线拟合仿真研究一、本文概述在科学技术和工程实践中，曲线拟合是一项至关重要的任务。
它广泛应用于数据分析和预测、模型建立与优化等领域。
最小二乘法作为一种经典的数学优化技术，在曲线拟合中发挥着核心作用。
它通过最小化预测值与实际观测值之间的误差平方和，来寻找最佳的函数模型，使之能够准确地反映数据的内在规律。
本文旨在探讨基于MATLAB的最小二乘曲线拟合方法，并通过仿真研究验证其有效性和适用性。
我们将首先介绍最小二乘法的基本原理，然后详细阐述如何在MATLAB中实现最小二乘曲线拟合。
接下来，我们将通过一系列仿真实验，比较不同拟合方法的性能，分析影响拟合效果的因素，并探讨如何在实际应用中优化拟合过程。
本文的主要内容包括：最小二乘法的基本原理、MATLAB实现方法、仿真实验设计、结果分析与讨论，以及结论与展望。
通过本文的研究，读者将能够深入理解最小二乘曲线拟合的原理和方法，掌握MATLAB在曲线拟合中的应用技巧，为实际工作中的数据处理和模型建立提供有益的参考和借鉴。
二、最小二乘法原理及MATLAB优势最小二乘法是一种数学优化技术，它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。
这种方法广泛应用于曲线拟合、回归分析等领域。
最小二乘法的核心思想是，对于一组给定的数据点，找到一个函数，使得该函数与数据点之间的误差平方和最小。
在曲线拟合中，通常使用多项式函数作为拟合函数，通过调整多项式的系数来最小化误差。
MATLAB作为一种强大的数学计算和仿真软件，具有显著的优势，特别适用于最小二乘曲线拟合的研究。
MATLAB内置了丰富的数学函数库，可以直接调用最小二乘法的相关函数，如polyfit、lsqcurvefit 等，简化了计算过程。
MATLAB具有高效的数值计算能力，能够快速处理大量数据，并给出精确的结果。
MATLAB还具有强大的图形绘制功能，可以直观地展示拟合曲线和原始数据点的对比，方便研究人员对拟合效果进行评估。
相机标定过程（opencv）+matlab参数导入opencv+matlab标定和矫正
相机标定过程（opencv）+matlab参数导⼊opencv+matlab标定和矫正%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%⾟苦原创所得，转载请注明出处%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%start -- 摄像机标定 ---------------------------------------------->摄像机标定的数学过程如下标定事先选⽤棋盘格要注意⼀些问题,张正友论⽂中建议棋盘格数⼤于7*7。
opencv标定时候对正⽅形的棋盘格标定板是不能识别的,需要长⽅形的标定板。
张正友论⽂中建议每次拍摄标定板占50%以上，但这是对畸变并不是很⼤的普通相机⽽⾔的，对于球⾯相机是不适⽤的，相反球⾯相机标定使⽤的标定板占⽐应该较⼩⽐较好（对于格⼦并不是⾮常密的棋盘格⽽⾔），原因是因为棋盘格每个⾓点之间的距离越⼤，这段距离之间的可能发⽣畸变的点越多，如果占⽐过⼤就⽆法将形变体现在棋盘格中。
棋盘格的选⽤应该根据实际需要选⽤，对于要求精密识别的情况，则需要⾼精度的棋盘格，相应的价格也会较⾼；对于精度要求并不是很⾼的（如抓取）情况并不需要精度很⾼的标定板，也能够节省开⽀。
这⾥程序的实现是在opencv中,所以就⽤opencv的程序来说明具体的过程.注意各个版本的opencv之间的程序移植性并不好,以下程序是在opencv2.4.3下编制运⾏的,每⼀步的要⽤到的输⼊输出都做了红⾊标记.⽴体相机标定分为两个步骤,⼀个是单⽬标定(本⽂档第2步),另⼀个是双⽬标定单⽬标定获得相机的x,y轴的焦距;x,y轴的坐标原点位置;世界坐标系和平⾯坐标之间的旋转和平移矩阵,5个畸变系数双⽬标定获得两个相机成像平⾯之间的旋转和平移矩阵注意1.程序运⾏前需要插上摄像头,否则程序有可能不能正常运⾏2.单⽬标定(1).获取棋盘格图像for (int i=1; i<=19; i++)//输⼊左标定板图像{std::stringstream str;//声明输⼊输出流str << "./left" << i << ".jpg";//以名字⽅式把图像输⼊到流std::cout << str.str() << std::endl;//.str("")清除内容 .clear()清空标记位leftFileList.push_back(str.str());//.push_back从容器后向前插⼊数据leftBoardImage = cv::imread(str.str(),0);//⽤来显⽰即时输⼊的图像cv::namedWindow("left chessboard image");cv::imshow("left chessboard image",leftBoardImage);cv::waitKey(10);}(2).定义棋盘格的⾓点数⽬cv::Size boardSize(14,10)(3).程序定位提取⾓点这⾥建⽴的是理想成像平⾯(三维,第三维为0,单位为格⼦数)和图像坐标系(⼆维,单位是像素)之间的关系(a)⾸先声明两个坐标容器std::vector<cv::Point2f> imageCorners;//⼆位坐标点std::vector<cv::Point3f> objectCorners;//三维坐标点(b)初始化棋盘⾓点,令其位置位于(x,y,z)=(i,j,0),⼀个棋盘格为⼀个坐标值for (int i=0; i<boardSize.height; i++){for (int j=0; j<boardSize.width; j++){objectCorners.push_back(cv::Point3f(i, j, 0.0f));}}(c)直接使⽤opencv内函数找到⼆维⾓点坐标,并建⽴标定标定格⼦和实际坐标间的关系(像素级别)这个函数使⽤时,当标定板是长⽅形时可以找到⾓点,但是标定板是正⽅形时,就找不到,原因还未知.cv::findChessboardCorners(image, boardSize, imageCorners);(d)获得像素精度往往是不够的,还需要获得亚像素的精度cv::cornerSubPix(image,imageCorners, //输⼊/输出cv::Size(5,5),//搜索框的⼀半,表⽰在多⼤窗⼝定位⾓点cv::Size(-1,-1), //死区cv::TermCriteria(cv::TermCriteria::MAX_ITER + cv::TermCriteria::EPS,30, // max number of iterations//迭代最⼤次数0.01)); // min accuracy//最⼩精度注:TermCriteria模板类，取代了之前的CvTermCriteria，这个类是作为迭代算法的终⽌条件的，这个类在参考⼿册⾥介绍的很简单，我查了些资料，这⾥介绍⼀下。
最少拍无纹波控制器的设计及仿真
成绩计算机控制技术课程设计报告最少拍无纹波计算机控制系统设计及仿真实现THE DESIGN AND SIMULATION OF THE CONTROL SYSTEM FOR THE LEAST BEAT RIPPLE FREE COMPUTER学生姓名学号学院名称专业名称指导教师年月日摘要《计算机控制技术》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。
计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面的知识融合。
通过课程设计，加深对学生控制算法设计的认识，学会控制算法的实际应用，使学生从整体上了解计算机控制系统的实际组成，掌握计算机控制系统的整体设计方法和设计步骤，编程调试，为从事计算机控制系统的理论设计和系统的调试工作打下基础。
本文通过对最少拍无纹波控制器的设计及仿真了解和掌握对于典型输入信号的最少拍无纹波设计及有纹波设计。
关键词计算机控制技术；最少拍无纹波；典型输入信号目录1 绪论 (1)1.1最小拍系统简介 (1)1.2任务要求 (1)1.2.1课程设计目的 (1)1.2.2课程设计内容及设计要求 (1)2 最小拍无纹波系统控制算法设计 (3)2.1设计原理 (3)2.2算法实现 (4)2.2.1单位阶跃输入 (4)2.2.2单位速度信号 (5)3 最小拍无纹波控制软件编程及仿真设计 (6)3.1运用Simulink进行仿真 (6)3.1.1单位阶跃信号 (6)3.1.2单位速度信号 (7)4无波纹与有波纹的比较 (10)4.1有波纹控制器设计及仿真 (10)4.2比较结果分析 (12)5最少拍无纹波控制系统对典型输入的适应性问题 (13)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1 最小拍系统简介在数字随动系统中,通常要求系统输出能够尽快地、准确地跟踪给定值变化，最少拍控制就是这种要求的一种直接离散化设计法。
相机标定方法 matlab
相机标定方法 matlab相机标定是计算机视觉中的重要部分之一，它是通过测量图像上的物体点和其在相机坐标系下对应的点坐标，来估算相机内部参数和外部参数的过程。
相机内部参数通常包括焦距、主点位置和畸变参数等，它们决定了图像中的物体大小和位置。
相机外部参数包括相机的旋转和平移参数，它们决定了物体在相机坐标系下的坐标。
在 MATLAB 中，相机标定是通过图像处理工具箱中的“camera calibration”函数实现的。
在执行相机标定之前，需要准备一组称为标定板的物体，并在不同位置和姿态下拍摄多个图像。
标定板可以是长方形或正方形的棋盘格，也可以是自定义形状的物体，但是必须有已知的三维坐标和相应的二维坐标对。
以下是一个基本的相机标定流程，详细介绍了如何使用 MATLAB 实现相机标定。
1. 准备标定板需要准备一个标定板。
标定板可以是一个黑白棋盘格或自定义形状的物体。
在这里，我们将使用一个 9x7 的黑白棋盘格。
2. 采集标定图像接下来，需要拍摄多个标定图像，并记录标定板在每个图像中的位置和姿态。
对于每个图像，需要至少拍摄 10 张，以确保图像的质量和特征的稳定性。
可以使用不同的相机设置，例如不同的焦距、光圈和曝光时间等，来捕捉标定板的不同姿态。
3. 读取图像和标定板角点在 MATLAB 中，可以使用“imageDatastore”函数读取标定图像并创建一个图像数据存储对象。
接下来，可以使用“detectCheckerboardPoints”函数来检测标定板上的角点。
这个函数会返回一个 Nx2 的矩阵，其中 N 是标定板上检测到的角点数。
4. 定义标定板上角点的空间坐标现在需要定义标定板上角点的空间坐标。
这些坐标可以使用“generateCheckerboardPoints”函数自动生成。
该函数会返回一个 Nx3 的矩阵，其中N 是标定板上的角点数，每一行代表一个角点的空间坐标。
5. 进行相机标定用于相机标定的主要函数是“cameraCalibration”函数。
最小拍系统matlab仿真
X x理工大学课程设计任务书2010 ～2011 学年第2学期学生姓名：xxx 专业班级：指导教师：工作部门：一、课程设计题目《控制系统建模、分析、设计和仿真》本课程设计共列出10个同等难度的设计题目，编号为：[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。
学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。
例如，学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。
二、课程设计内容（一）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计内容最少拍有波纹控制系统[2号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用零阶保持器离散化，采样周期取0.1秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
（二）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计要求及评分标准【共100分】1、求被控对象传递函数G(s)的MATLAB 描述。
（2分）2、求被控对象脉冲传递函数G(z)。
（4分）3、转换G(z)为零极点增益模型并按z-1形式排列。
（2分）4、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位加速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳定的要求。
（6分）5、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式，满足控制器Dy(z)可实现、最少拍和实际闭环系统稳定的要求。
（8分）6、根据4、5、列写方程组，求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。
（12分）7、求针对单位加速度信号输入的最少拍有波纹控制器Dy(z)并说明Dy(z)的可实现性。
（3分）8、用程序仿真方法分析加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。
（7分）9、用图形仿真方法(Simulink)分析单位加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。
8)+(s 5)+(s 1)+(s s 6)+(s 2)+(s 668)(2 s G（8分）10、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳定的要求。
基于MATLAB的波动光学实验仿真系统的构建
毕业设计（论文）基于MATLAB的波动光学实验仿真系统的构建本科生毕业设计（论文）任务书设计（论文）主要容：在MATLAB环境下，编写程序，实现几个波动光学实验项目的计算机仿真，包括光学拍实验、球面波干涉实验、氏干涉实验、等倾等厚干涉实验、夫琅和费衍射实验、费涅尔衍射实验和光栅衍射实验；编制仿真程序的图形用户界面，实现各个实验项目中相关参数的直接设置及结果显示，实现人机交互；创建独立的仿真应用程序。
要求完成的主要任务:1、查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于3篇，完成开题报告。
2、熟悉MATLAB的相关操作，学习MATLAB语言。
3、编写出仿真程序代码，制作GUI界面。
4、完成不少于5000字的英文文献翻译。
5、完成12000字的毕业设计论文。
必读参考资料：[1]敬辉，达尊，阎吉祥．物理光学教程[M]．：理工大学，2005．[2]王正林，明．精通MATLAB7[M]．：电子工业，2007．[3]平等．MATLAB基础与应用[M]．：航空航天大学，2005．指导教师签名系主任签名院长签名（章）目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 波动光学的历史及研究对象 (1)1.2 光学实验仿真 (3)1.3 MATLAB仿真的特点 (4)1.4 设计思路 (5)2 光的干涉实验仿真 (7)2.1 光波的叠加原理 (7)2.2 光学拍的实验仿真 (9)2.3 球面波干涉实验仿真 (12)2.4 氏干涉的实验仿真 (20)2.5 等倾和等厚干涉实验仿真 (27)2.6 本章小结 (34)3 光的衍射实验仿真 (35)3.1 光的衍射现象及其分类 (35)3.2 夫琅和费衍射及其仿真实现 (37)3.3 菲涅耳衍射及其仿真实现 (43)3.4 光栅衍射及其仿真实现 (49)3.5 本章小结 (51)4 仿真系统图形用户界面设计 (53)4.1 波动光学主界面的仿真 (53)4.2 仿真模拟 (57)4.3 本章小结 (71)5 结束语 (72)参考文献 (74)附录 (75)致 (98)摘要本文利用MATLAB强大的矩阵运算功能和图形绘制功能，在波动光学相关理论的基础上，通过编程实现了几种常见的干涉和衍射现象的仿真，将其结果形象、直观地体现出来，对于波动光学的教学和学习具有很好的帮助作用。
基于Matlab／FlighGear的某小型固定翼无人机可视化飞行仿真系统设计
基于Matlab／FlighGear的某小型固定翼无人机可视化飞行仿真系统设计【摘要】飞行仿真是小型固定翼无人机飞行控制系统研究中必不可少的一个环节。
本文在Matlab下建立了其仿真模型；同时借助FlightGear模拟器外部数据的输入/输出接口，将飞行仿真数据驱动FlightGear可视化引擎，实现飞行仿真中天气条件、飞行姿态和地理环境的三维可视化显示。
实现对无人机的总体结构和飞行情况直观形象的显示。
【关键词】Matlab/Simulink；FlightGear；飞行仿真；可视化随着航空和电子技术的发展，无人机也发生了日新月异的变化，其飞行功能日益增多，使飞行控制系统变得越来越复杂，出现故障隐患的可能性越来越大。
为了保证无人机可靠、有效地执行飞行任务，而MATLAB平台为此提供了良好的技术基础[1]。
在Matlab中，可以方便地建立无人机非线性数学模型，建立无人机的六自由度非线性模型。
它不仅在设计时可用来事先对系统的性能做出评价，以便修改或更新设计方案，调整系统某些设计参数，而且还可用来分析和研究已有系统的性能[2]。
FlightGear飞行模拟器是一个开放源代码、多平台的飞行模拟器发展项目。
经过多年的发展，FlightGear不但以其强大的真实仿真功能吸引了众多的飞行模拟爱好者，而且其开放式的程序构架和预留的外部数据输入/输出接口，赢得了专业用户的青睐。
由于FliahtGear的上述优势，选择将FlightGear经二次开发改造成无人机模拟器，以满足模拟无人机平台的需要。
1.仿真系统总体框架本文在详细推导了小型固定翼无人机的动力学模型基础上，采用模块化的设计思想完成了空投系统仿真平台的搭建。
具体模块划分如图1所示。
较为完整的可视化飞行仿真系统包括了航迹、姿态仿真和视景实时显示。
其中航迹、姿态仿真模块计算得到的相关结果传送到FlighGear驱动视景仿真模块，实现动态飞行数据的三维实时显示。
从而，FlightGear和上述动力学仿真系统组成了一个完整的可视化仿真系统。
自动控制原理MATLAB分析与设计-仿真实验报告
兰州理工大学《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告院系：电气工程与信息工程学院班级：电气工程及其自动化四班姓名：学号：时间：年月日电气工程与信息工程学院《自动控制原理》MATLAB 分析与设计仿真实验任务书（2014） 一、仿真实验内容及要求 1．MATLAB 软件要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB 软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB 仿真集成环境Simulink 的使用。
2．各章节实验内容及要求1）第三章 线性系统的时域分析法∙ 对教材第三章习题3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行比较，分析仿真结果；∙ 对教材第三章习题3-9系统的动态性能及稳态性能通过仿真进行分析，说明不同控制器的作用；∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第三章习题3-30，并对结果进行分析； ∙ 在MATLAB 环境下完成英文讲义P153.E3.3；∙ 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在100=a K 时，试采用微分反馈控制方法，并通过控制器参数的优化，使系统性能满足%5%,σ<3250,510s ss t ms d -≤<⨯等指标。
2）第四章 线性系统的根轨迹法∙ 在MATLAB 环境下完成英文讲义P157.E4.5； ∙ 利用MATLAB 绘制教材第四章习题4-5；∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第四章习题4-10及4-17，并对结果进行分析；∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第四章习题4-23，并对结果进行分析。
3）第五章 线性系统的频域分析法∙ 利用MATLAB 绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线；4）第六章 线性系统的校正∙ 利用MATLAB 选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃响应说明所设计控制器的功能；∙ 利用MATLAB 完成教材第六章习题6-22控制器的设计及验证；∙ 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，试采用PD控制并优化控制器参数，使系统性能满足给定的设计指标ms t s 150%,5%<<σ。
PID控制算法的MATLAB仿真应用
1 GC ( s) K P 1 T s Ts D I 控制器的传递函数可写为：
基于 MATLAB 的 PID 控制在计算机控制中的应用
摘 要:
PID控制器结构和算法简单，应用广泛，但参数整定比较复杂，在此我探讨 利用MATLAB实现PID参数整定及其仿真的方法，并分析比较比例、比例积分、比 例微分控制，探讨Kp，Ti，Td三个参数对PID控制规律的影响。本文介绍了PID 控制器在工业领域中的广泛应用，及PID控制器的理论基础以及其对连续系统性 能指标的改善作用。 本文简要介绍了PID控制器在工业领域中的广泛应用，及PID 控制器的理论基础以及其对连续系统性能指标的改善作用。
1.1.3 微分(D)控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成 正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。 其原因是 由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用， 其变化总是落后于误差的变化。 解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前” ， 即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。 微分控制能够预测误差变化的趋势，可以减小超调量，克服振荡，使系统的 稳定性提高。同时，加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的 动态性能。
1.1.1 比例(P)控制
比例控制是一种最简单的控制方式， 其控制器的输出与输入误差信号成比例 关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。 比例控制作用及时，能迅速反应误差，从而减小稳态误差。但是，比例控制 不能消除稳态误差。其调节器用在控制系统中，会使系统出现余差。为了减少余 差，可适当增大 K P ， K P 愈大，余差就愈小；但 K P 增大会引起系统的不稳定， 使系统的稳定性变差，容易产生振荡。
最小拍系统matlab仿真(1)
课程设计任务书10/11 学年第一学期学院：专业：学生姓名：学号：课程设计题目：起迄日期：课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2011 年12 月课程设计任务书一、基本原理最少拍设计，是指系统在典型输入信号（如阶跃信号、速度信号、加速度信号等）作用下，经过最少拍（有限拍）使系统输出的系统稳态误差为零。
因此，最少拍控制系统也称为最少拍无差系统或最少拍随动系统，它实质上是时间最优控制系统，系统的性能指标就是系统的调节时间最短或尽可能短，即对闭环Z 传递函数要求快速性和准确性。
G c(s ) —— 被控对象的连续传递函数D (z ) —— 数字控制器的Z 传递函数H (s) —— 零阶保持器的传递函数，T —— 采样周期广义对象的脉冲传递函数为：G(z)=Z [])()(S G S H C ∙系统闭环脉冲传递函数为：φ(z)=)()(z R z C =)()(1)()(z G z D z G z D + 系统误差脉冲传递函数为：φe (z)=)()(z R z E =1-φ(z)=)()(11z G z D + 数字控制器脉冲传递函数：D(z)=)()(z E z U =)(1z G )(1)(z z φΦ- 若已知Gc(s) ，且可根据控制系统的性能指标要求构造Ф(z)，则根据 G(z)= Z ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙--)(1s G s e c Ts =（1-z -1）Z ⎥⎦⎤⎢⎣⎡s s G c )(和D(z)=)()(z E z U =)(1z G )(1)(z z φΦ- 1、闭环Z 传递函数Φ(z)的确定；由图1：误差E(z)的Z 传递函数为：φe (z)=)()(z R z E =1-φ(z)=)()(11z G z D + 数字控制器脉冲传递函数： D(z)=)()(z E z U =)(1z G )(1)(z z φΦ- 从上式看出，D (z )的求取主要取决于φ(z), 或者φe (z)，φ(z)的选择根据稳、准、快等指标设计。
最小二乘参数辨识的matlab仿真程序注释与剖析
最小二乘一次完成算法的MATLAB 仿真 例2-1 考虑仿真对象)()2(5.0)1()2(7.0)1(5.1)(k v k u k u k z k z k z +-+-=-+-- (2-1)其中，)(k v 是服从正态分布的白噪声N )1,0(。
输入信号采用4阶M 序列，幅度为1。
选择如下形式的辨识模型)()2()1()2()1()(2121k v k u b k u b k z a k z a k z +-+-=-+-+ (2-2)设输入信号的取值是从k =1到k =16的M 序列，则待辨识参数LS θˆ为：LSθˆ=L τL 1L τL z H )H H -( （2-3）其中，被辨识参数LSθˆ、观测矩阵z L 、H L 的表达式为 ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=2121ˆb b a a LSθ,⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=)16()4()3(z z z L z ，⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=)14()2()1()15()3()2()14()2()1()15()3()2(u u u u u u z z z z z z L H(2-4)例2-1程序框图如图2.1所示：例2-1Matlab仿真程序如下：%二阶系统的最小二乘一次完成算法辨识程序，文件名：FLch3LSeg1.mu=[-1,1,-1,1,1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,-1,1,1]; %系统辨识的输入信号为一个周期的M序列z=zeros(1,16); %定义输出观测值的长度for k=3:16z(k)=1.5*z(k-1)-0.7*z(k-2)+u(k-1)+0.5*u(k-2); %用理想输出值作为观测值endsubplot(3,1,1) %画三行一列图形窗口中的第一个图形stem(u) %画输入信号u的径线图形subplot(3,1,2) %画三行一列图形窗口中的第二个图形i=1:1:16; %横坐标范围是1到16，步长为1plot(i,z) %图形的横坐标是采样时刻i, 纵坐标是输出观测值z, 图形格式为连续曲线subplot(3,1,3) %画三行一列图形窗口中的第三个图形stem(z),grid on %画出输出观测值z的径线图形，并显示坐标网格u,z %显示输入信号和输出观测信号%L=14 %数据长度HL=[-z(2) -z(1) u(2) u(1);-z(3) -z(2) u(3) u(2);-z(4) -z(3) u(4) u(3);-z(5) -z(4) u(5) u(4);-z(6) -z(5) u(6) u(5);-z(7) -z(6) u(7) u(6);-z(8) -z(7) u(8) u(7);-z(9) -z(8) u(9)u(8);-z(10) -z(9) u(10) u(9);-z(11) -z(10) u(11) u(10);-z(12) -z(11) u(12) u(11);-z(13) -z(12) u(13) u(12);-z(14) -z(13) u(14) u(13);-z(15) -z(14) u(15) u(14)] %给样本矩阵H L赋值ZL=[z(3);z(4);z(5);z(6);z(7);z(8);z(9);z(10);z(11);z(12);z(13);z(14);z(15);z(16)] % 给样本矩阵z L赋值%Calculating Parametersc1=HL'*HL; c2=inv(c1); c3=HL'*ZL; c=c2*c3 %计算并显示θˆLS%Display Parametersa1=c(1), a2=c(2), b1=c(3),b2=c(4) %从θˆ中分离出并显示a1、a2、b1、b2LS%End例2-1程序运行结果：u =[ -1，1，-1，1，1，1，1，-1，-1，-1，1，-1，-1，1，1]z =[ 0，0，0.5000，0.2500，0.5250，2.1125， 4.3012，6.4731，6.1988，3.2670，-0.9386， -3.1949，-4.6352，6.2165，-5.5800，-2.5185] HL =1.0000-1.0000-0.5000 0 -1.0000 1.0000 -0.2500 -0.5000 1.0000-1.0000-0.5250 -0.2500 1.0000 1.0000 -2.1125 -0.5250 1.0000 1.0000 -4.3012 -2.1125 1.0000 1.0000 -6.4731-4.3012 -1.0000 1.0000-6.1988-6.4731 -1.0000 -1.0000-3.2670-6.1988 -1.0000 -1.00000.9386-3.2670 1.0000 -1.00003.19490.9386 -1.0000 1.00004.63523.1949 -1.0000 -1.00006.21654.6352 1.0000 -1.00005.58006.2165 1.0000 1.0000（14*4）ZL =[ 0.5000，0.2500，0.5250，2.1125，4.3012，6.4731，6.1988，3.2670，-0.9386，-3.1949， -4.6352，-6.2165，-5.5800，-2.5185]T （14*1）c =[ -1.5000，0.7000，1.0000，0.5000]Ta1 = -1.5000 a2 = 0.7000 b1 = 1.0000 b2 =0.5000-101-10010-10010对比：)()2(5.0)1()2(7.0)1(5.1)(k v k u k u k z k z k z +-+-=-+-- (2-1) 可以看出,由于所用的输出观测值没有任何噪声成分，所以辨识结果无任何误差。
最小拍系统matlab仿真1
课程设计任务书10/11 学年第一学期学院：专业：学生姓名：学号：课程设计题目：起迄日期：课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2011 年12 月课程设计任务书一、基本原理最少拍设计，是指系统在典型输入信号（如阶跃信号、速度信号、加速度信号等）作用下，经过最少拍（有限拍）使系统输出的系统稳态误差为零。
因此，最少拍控制系统也称为最少拍无差系统或最少拍随动系统，它实质上是时间最优控制系统，系统的性能指标就是系统的调节时间最短或尽可能短，即对闭环Z 传递函数要求快速性和准确性。
R(z)G c(s ) —— 被控对象的连续传递函数D (z ) —— 数字控制器的Z 传递函数H (s) —— 零阶保持器的传递函数，T —— 采样周期广义对象的脉冲传递函数为：G(z)=Z [])()(S G S H C ∙系统闭环脉冲传递函数为：φ(z)=)()(z R z C =)()(1)()(z G z D z G z D + 系统误差脉冲传递函数为：φe (z)=)()(z R z E =1-φ(z)=)()(11z G z D +数字控制器脉冲传递函数：D(z)=)()(z E z U =)(1z G )(1)(z z φΦ- 若已知Gc(s) ，且可根据控制系统的性能指标要求构造Ф(z)，则根据 G(z)= Z ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙--)(1s G s e c Ts =（1-z -1）Z ⎥⎦⎤⎢⎣⎡s s G c )(和D(z)=)()(z E z U =)(1z G )(1)(z z φΦ- 1、闭环Z 传递函数Φ(z)的确定；由图1：误差E(z)的Z 传递函数为：φe (z)=)()(z R z E =1-φ(z)=)()(11z G z D + 数字控制器脉冲传递函数： D(z)=)()(z E z U =)(1z G )(1)(z z φΦ- 从上式看出，D (z )的求取主要取决于φ(z), 或者φe (z)，φ(z)的选择根据稳、准、快等指标设计。
基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真
基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真内容提要利用Matlab/Simulink/SimPowerSystems建立电力.系统三相短路和单相按地短路模型，通过短路故障进行设计、仿真、分析，加深对工）’供电和电力系统知识的了解，并学会使用MA TLAB电力系统仿一工具。
关键词电力系统短路故障MA TLAB 建模与仿真随着电力一业的发展，电力系统的规模越来越大。
在这种情况下，许多大型的电力科研实验很难进行，一是实际的条件难以满足;一'一是从系统的安全角度来讲也是不允许进行实验的.因此，寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数字仿真工具必不刊一少。
而在众多的仿真工具中，Matlab以其优越的运算能力、方便和完善的绘图功能，以及其带有的功能强大的Simulink仿真,越来越受到使用者的青睐。
1 、MATLAB PSB简介Matlab PSB(SimPawerSystems)以simulink为运行环境，涵盖一J'电路、电力电子、电气传动和电力系统等电气学科中常用的基本元件和系统仿真模型，它主要由6个子模块库组成。
(1）电源模块库:包括直流电托源、交流电凡源、交流电流源、可控电托源、可控电流源、三相电源、三相可编程电托源;（2)基本元件模块库：串联（并联)RLC/负载/支路、变压器（单相、三相等）、断路器和三相故障部分；（3）电力电子模块库：一极管、晶闸管、GTO、IGBT、MOSFET、理想开关以及各种电力电子控制模块；(4）电机模块库：励磁装置、异步电动机、同步电动机、直流电动机以及配套的电机测量部件;（5）测量仪器库:电流测量和电压测量等;通过以上模块可以完成.各种基本的电力电子电路、电力系统电路和电气传动电路，还可以通过其他模块的配合完成更高层次的建模，如风.力发电系统、机器人控制系统等等.2、仿真模型的设计和实现在二相电力系统巾，大多数故障都是由于短路故障引起的，在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态，产。
最小拍
成绩课程设计报告设计题目最少拍控制系统设计课程名称计算机控制技术姓名学号班级自动化教师贾敏智设计日期2011年7月13日摘要本次课程设计控制对象传递函数为)18.0(5)(+=s s s G ，采用TDN-AC/ACS 计算机控制技术试验箱为平台，完成最少拍控制系统设计。
关键字：最少拍控制；微型计算机；无波纹；D （Z ）的设计方法目录摘要错误！未定义书签。
第1章硬件设计........................................................................................错误！未定义书签。
1.1微型计算机系统..............................................................................错误！未定义书签。
1.1.1 硬件选择依据............................................................................错误！未定义书签。
1.1.2 器件本身特性............................................................................错误！未定义书签。
1.1.3 工作原理....................................................................................错误！未定义书签。
1.1.4 硬件接线图................................................................................错误！未定义书签。
1.2过程I/O接口设计 .........................................................................错误！未定义书签。
利用 Matlab 和 Dcraw 处理数码相机 Raw 文件的完整流程 _ Capbone
Select a pageViewpointsLEGOTechInternetMobileArchivesMisc.AboutBlogrollRSSDonate!ViewpointsLEGOTechInternetMobileArchivesMisc.AboutBlogrollRSSDonate!利用 Matlab 和 Dcraw 处理数码相机 Raw 文件的完整流程这篇文章要说的当然不是如何用 PS、LightRoom 来处理 Raw 文件，而是一种更加彻底、数据化的办法 利用 Matlab 直接处理数码相机的 CFA（Color Filter Array） 数据。
接触过摄影的人都知道，对于数码相机来说 Raw Data 是原始的、未被处理的数据，相比 JPEG，Raw 文件记录了更多的场景信息，保留了更宽广的色域以及动态范围，也留下了更为自由的后期处理空间。
Raw Data 只是一种图像数据的封装形式而并不是一种文件格式，不同厂商的相机一般都拥有自己的 Raw Data 格式，比如常见的 *.CR2、*.NEF、*.ARW、*.ORF（Olympus）、*.RAF（Fuji）、*.DNG（Adobe、Leica）等。
对于大部分人来说，处理 Raw Data 的软件不外乎就那么几种，Camera Raw、LightRoom、Aperture、DxO 以及各厂商自带的处理软件。
这些软件虽然通过图形界面提供了简洁易懂的处理流程，但是遗憾的是它们能导出的都并非真正意义上的 “Raw Data”，即传感器直接记录的、与照度成线性关系的第一手数据。
对于摄影、媒体、艺术领域，这些软件已经足够强大，但是在图像处理、计算机视觉等研究领域，我们需要的是把照片中的信息转换为能够通过数字来定量表示的形式，或者通过一些公式、算法直接对图像（或图像的某一部分）进行处理，再或者对两张图片之间的差别进行量化表示，这时候 LightRoom 这些软件就显得有些无能为力了。
最少拍无纹波控制器的设计
目录0.前言 (1)1.题目分析 (1)2.最少拍无纹波控制原理 (2)3.最少拍无纹波控制器设计步骤 (3)4.用MATLAB软件仿真 (4)4.1单位阶跃输入信号 (4)4.2单位速度输入信号 (5)4.3单位加速度输入信号 (6)参考文献 (6)附录 (7)课设体会 (8)最少拍无纹波控制器的设计1任甜甜沈阳航空航天大学北方科技学院摘要:本次课程的目的是学习并熟悉使用计算机软件matlab去建模、分析、设计和仿真最少拍无纹波控制器。
最少拍控制器的设计应首先根据零阶保持器将传递函数离散化，解出待定系数，然后求出相应的闭环脉冲传递函数和数字控制器。
得出的闭环脉冲传递函数在后续工作中还需要进行多次调整，从而获得最佳表达形式。
最后分别使用程序仿真方法和simulink去分析系统在速度和加速度两种输入信号下的动态性能和稳定性能。
关键词：离散化；数字控制器；程序仿真前言最少拍设计，是指系统在典型输入信号的作用下，经过最少拍使系统输出的系统误差为零。
最少拍控制器是基于准确的被控对象而建立的一种控制算法，设计一个数字控制器，使系统到达稳定所需要的采样周期最少，而且在采样点的输出值能准确地跟踪输入信号，不存在静差。
应用数字控制器设计的随动系统的快速性一般以系统需要多少个采样周期数来表征。
通常称一个采样周期为一拍，那么在越少的拍数内，系统的输出能跟上给定值，则系统的快速性越好。
最少拍控制就是为满足这一要求的一种离散化设计方法。
1.题目分析根据题目要求，设计无波纹最小拍控制器。
采用零阶保持器的单位反馈离散系统，被控对象要求系统在单位阶跃输入时，实现无波纹最小拍控制，用离散设计法设计数字控制器。
通过对最少拍数字控制器的设计与仿真，让自己对最少拍数字控制器有更好的理解与认识，透切理解最少拍、最少拍有纹波数字控制器、最少拍无纹波数字控制器的概念，分清最少拍有纹波与无纹波控制系统的优缺点，熟练掌握最少拍数字控制器的设计方法、步骤，并能灵巧地应用matlab 平台对最少派控制器进行系统仿真。
自动控制原理试题2015分解
2006-2007(A)一、填空题（每空2分，共10分）1.用三个字来概括概括对控制系统的基本要求是。
2.偶极子指的是。
3.扰动作用下的稳态误差取决于及主反馈通道中的积分环节数目与增益。
4.滞后校正是通过牺牲来换取稳定裕度的增加。
5.上升时间反映了系统能力。
二、选择题（每小题2分，共10分）1.建立系统多项式模型的函数是（）A. zpkB. tfC. ssD. sos2. 关于开环放大倍数对系统性能的影响，错误的是（）A. 提高开环放大倍数，系统的快速性提高，稳定性增强；B. 开环放大倍数与开环相频特性无关；C. 提高开环放大倍数，能够提高系统的稳态精度；D. 开环放大倍数等于０型系统的静态位置误差系数。
3. 控制系统结构如图所示，则系统属于（）A. 开环控制B. 反馈控制C. 按给定补偿D. 按扰动补偿4.以下不属于非线性系统特点的是（）A. 满足叠加性B. 存在自激振荡C.有多个平衡点D. 频率响应会畸变5.设系统开环传递函数为2(3)(1)(0.51)ss s s+++，则开环放大倍数为（）A. ∞；B. 6；C. 12；D. ２三、判断题（每小题２分，共10分）1.为保证系统具有足够的稳定裕度，中频段应有足够的宽度。
（ ）2.闭环极点越远离虚轴，对应的响应分量结束得越早。
（ ）3.引入测速反馈后，可以增大系统的阻尼，改善稳定性，但会使稳态精度下降。
（ ）4.对于最小相位系统，稳定的充要条件是奈氏曲线中正负穿越次数之差为零。
（ ）5.劳斯判据是近似求解系统的闭环极点的作图方法。
（ ） 四、求下列两图所示示系统的传递函数。
其中，T=1s ，K=1。
（12分,每图6分）⨯⨯⨯)(s R )(s C )(1s G )(2s G )(3s G )(4s G )(2s H )(1s H )(3s H ---+1Tse s--(1)Ks s +)(s R )(s C -T五、已知系统开环传递函数为100(2)()()(1)(20)s G s H s s s s +=++，试绘制渐近对数幅频特性曲线，并求截止频率与相角裕度。
PID控制算法的matlab仿真
PID 控制算法的matlab 仿真PID 控制算法是实际工业控制中应用最为广泛的控制算法，它具有控制器设计简单，控制效果好等优点。
PID 控制器参数的设置是否合适对其控制效果具有很大的影响，在本课程设计中一具有较大惯性时间常数和纯滞后的一阶惯性环节作为被控对象的模型对PID 控制算法进行研究。
被控对象的传递函数如下：()1d sf Ke G s T sτ-=+ 其中各参数分别为30,630,60f d K T τ===。
MATLAB 仿真框图如图1所示。
图12 具体内容及实现功能2.1 PID 参数整定PID 控制器的控制参数对其控制效果起着决定性的作用，合理设置控制参数是取得较好的控制效果的先决条件。
常用的PID 参数整定方法有理论整定法和实验整定法两类，其中常用的实验整定法由扩充临界比例度法、试凑法等。
在此处选用扩充临界比例度法对PID 进行整定，其过程如下：1) 选择采样周期 由于被控对象中含有纯滞后，且其滞后时间常数为60d τ=，故可选择采样周期1s T =。
2) 令积分时间常数i T =∞，微分时间常数0d T =，从小到大调节比例系数K ，使得系统发生等幅震荡，记下此时的比例系数k K 和振荡周期k T 。
3) 选择控制度为 1.05Q =，按下面公式计算各参数：0.630.490.140.014p k i k d k s kK K T T T T T T ====通过仿真可得在1s T =时，0.567,233k k K T ==，故可得：0.357,114.17,32.62, 3.262p i d s K T T T ====0.0053.57p s i i p d d sK T K T K T K T ====按此组控制参数得到的系统阶跃响应曲线如图2所示。
010020030040050060070080090010000.20.40.60.811.21.41.61.8图2由响应曲线可知，此时系统虽然稳定，但是暂态性能较差，超调量过大，且响应曲线不平滑。
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X x理工大学课程设计任务书2010 ～2011 学年第2学期学生姓名：xxx 专业班级：指导教师：工作部门：一、课程设计题目《控制系统建模、分析、设计和仿真》本课程设计共列出10个同等难度的设计题目，编号为：[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。
学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。
例如，学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。
二、课程设计内容（一）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计内容最少拍有波纹控制系统[2号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用零阶保持器离散化，采样周期取0.1秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
（二）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计要求及评分标准【共100分】1、求被控对象传递函数G(s)的MATLAB 描述。
（2分）2、求被控对象脉冲传递函数G(z)。
（4分）3、转换G(z)为零极点增益模型并按z-1形式排列。
（2分）4、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位加速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳定的要求。
（6分）5、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式，满足控制器Dy(z)可实现、最少拍和实际闭环系统稳定的要求。
（8分）6、根据4、5、列写方程组，求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。
（12分）7、求针对单位加速度信号输入的最少拍有波纹控制器Dy(z)并说明Dy(z)的可实现性。
（3分）8、用程序仿真方法分析加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。
（7分）9、用图形仿真方法(Simulink)分析单位加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。
8)+(s 5)+(s 1)+(s s 6)+(s 2)+(s 668)(2 s G（8分）10、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳定的要求。
（6分）11、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式，满足控制器Dw(z)可实现、无波纹、最少拍和实际闭环系统稳定的要求。
（8分）12、根据10、11、列写方程组，求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。
（12分）13、求针对单位速度信号输入的最少拍无波纹控制器Dw(z)并说明Dw(z)的可实现性。
（3分）14、用程序仿真方法分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。
（7分）15、用图形仿真方法(Simulink)分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。
（8分）16、根据8、9、14、15、的分析，说明有波纹和无波纹的差别和物理意义。
（4分）三、进度安排6月13至6月14：下达课程设计任务书；复习控制理论和计算机仿真知识，收集资料、熟悉仿真工具；确定设计方案和步骤。
6月14至6月16：编程练习，程序设计；仿真调试，图形仿真参数整定；总结整理设计、仿真结果，撰写课程设计说明书。
6月16至6月17：完成程序仿真调试和图形仿真调试；完成课程设计说明书；课程设计答辩总结。
四、基本要求1．学生应按照课程设计任务书的要求独立分析、解决问题，按计划完成课程设计任务；2．不得抄袭或找人代做，否则按考试作弊处理；3. 学生在完成课程设计时须提交不少于3000字课程设计说明书；说明书结构为：（1）封面，（2）任务书，（3）摘要，（4）关键词，（5）目录，（6）正文，（7）参考文献；教研室主任签名：年月日摘要本课程设计报告主要阐述了使用Matlab软件建模、分析、设计和仿真最少拍控制系统的过程。
先由给定的连续被控对象传递函数G(s)，求出被控对象脉冲传递函数G(z)；再根据典型输入信号类型和G(z)的零极点、Gc(z)和Ge(z)阶数相同，定出闭环脉冲传递函数Gc(z)和误差脉冲传递函数Ge(z)。
然后分别求出满足闭环系统稳定且稳态误差为零的单位加速度输入最少拍有波纹控制器Dy(z)和单位速度输入最少拍无波纹控制器Dw(z)。
再使用程序仿真方法和图形仿真方法(Simulink)仿真设计好的控制系统在给定输入信号下的动态性能和稳态特性，验证设计是否满足要求。
关键词：Matlab 、控制系统、最少拍、波纹、仿真目录一、课程设计任务书 (1)二、摘要 (4)三、关键词 (4)四、课程设计内容 (6)1、Matlab简介 (6)2、最少拍系统设计 (6)①单位加速度输入有波纹 (6)②单位速度输入无波纹 (9)3、设计的步骤和结果 (12)五、课程设计的体会和遇到的问题 (17)六、参考文献 (18)课程设计内容1、Matlab简介MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
2、最少拍控制系统设计①单位加速度输入有波纹M文件代码：z=[-2,-6];p=[0,0,-1,-5,-8];k=668;Gs=zpk(z,p,k) %求被控对象传递函数G(s)的MATLAB描述T=0.1;Gz=c2d(Gs,T)Gz=c2d(Gs,T,'zoh') %用零阶保持器离散化，求被控对象脉冲传递函数G(z) [z,p,k]=zpkdata(Gz); %求出G(z)的极点，零点及增益Gz=zpk(z,p,k,0.1,'variable','z^-1') %转换Gz为零极点增益模型按z-1形式排列syms z a0 a1 a2 b0 b1 %配置参数Gz=0.096757*z^-1*(1+3.252*z^-1)*(1-0.8187*z^-1)*(1-0.5488*z^-1)*(1+0.2281*z^ -1)/(1-z^-1)^2/(1-0.9048*z^-1)/(1-0.6065*z^-1)/(1-0.4493*z^-1)Gcz=z^-1*(1+3.252*z^-1)*(a0+a1*z^-1+a2*z^-2);%设置闭环脉冲传递函数Gc(z)，满足Dy(z)可实现、最少拍和稳定的要求f1=subs(Gcz,z,1)-1; %.列方程求解a0 a1 a2，定Gczf2=subs(diff(Gcz,1),z,1);f3=subs(diff(Gcz,2),z,1);[a0j,a1j,a2j]=solve(f1,f2,f3) ;Gcz=subs(Gcz,[a0 a1 a2],[a0j a1j a2j]);Gez=(1-z^-1)^3*(b0+b1*z^-1); %设置Ge(z)f4=1-subs(Gez,z,-3.252); %6.方程求解b0,b1定Gezf5=1-subs(Gez,z,Inf);[b0j b1j]=solve(f4,f5) ;Gez=subs(Gez,[b0 b1],[b0j b1j]);Guz=Gcz/Gz;Dyz=Gcz/Gz/Gez; %求单位加速度输入最少拍有波纹控制器Dy(z)[Nc,Dc]=numden(simplify(Gcz)); %化简Gcz并取系数用于程序仿真numc=sym2poly(Nc);denc=sym2poly(Dc);[Nu,Du]=numden(simplify(Guz)); %化简Guz并取系数用于程序仿真numu=sym2poly(Nu);denu=sym2poly(Du);t=0:0.1:1;u=t.*t/2; %单位加速度输入hold ondlsim(numc,denc,u);dlsim(numu,denu,u);hold off[N,D]=numden(simplify(Dyz)) %提取Dyz的系数，以此在图形仿真中设置Dyz numdy=sym2poly(N)dendy=sym2poly(D)有波纹最少拍程序仿真截图：有波纹最少拍图形仿真截图：闭环系统输出Y(z)图形仿真结果控制器输出U(z)图形仿真图②单位速度输入无波纹：M文件代码：z=[-2,-6];p=[0,0,-1,-5,-8];k=668;Gs=zpk(z,p,k) %求被控对象传递函数G(s)的MATLAB描述T=0.1Gz=c2d(Gs,T)Gz=c2d(Gs,T,'zoh') %用零阶保持器离散化,求被控对象脉冲传递函数Gz [z,p,k]=zpkdata(Gz) ; %求出其极点，零点及增益Gz=zpk(z,p,k,0.1,'variable','z^-1') %转换Gz为零极点增益模型按z-1形式排列syms z r0 r1 c0 c1 c2 c3 c4 %配置系数Gz=0.096757*z^-1*(1+3.252*z^-1)*(1-0.8187*z^-1)*(1-0.5488*z^-1)*(1+0.2281*z^ -1)/(1-z^-1)^2/(1-0.9048*z^-1)/(1-0.6065*z^-1)/(1-0.4493*z^-1)Gcz=z^-1*(1+3.252*z^-1)*(1-0.8187*z^-1)*(1-0.5488*z^-1)*(1+0.2281*z^-1)*(r0+r 1*z^-1) %设置Gc(z)满足控制器Dy(z)可实现、最少拍稳定的要求。
f1=subs(Gcz,z,1)-1; %列方程求解Gcf2=subs(diff(Gcz,1),z,1) ;[r0j,r1j]=solve(f1,f2);Gcz=subs(Gcz,[r0 r1],[r0j r1j])Gez=(1-z^-1)^2*(c0+c1*z^-1+c2*z^-2+c3*z^-3+c4*z^-4) %设置Ge(z)f3=limit(Gez,z,inf)-1; %列方程求解Gezf4=subs(Gez,z,-3.252)-1 ;f5=subs(Gez,z,0.8187)-1 ;f6=subs(Gez,z,0.5488)-1;f7=subs(Gez,z,-0.2281)-1;[c0j,c1j,c2j,c3j,c4j]=solve(f3,f4,f5,f6,f7)Gez=subs(Gez,[c0 c1 c2 c3 c4],[c0j c1j c2j c3j c4j])Guz=Gcz/GzDwz=Gcz/Gz/Gez[N,D]=numden(simplify(Gcz));numc=sym2poly(N)denc=sym2poly(D)[N,D]=numden(simplify(Guz));numu=sym2poly(N)denu=sym2poly(D)t=0:0.1:10u=t %单位速度输入hold ondlsim(numc,denc,u) % .程序仿真dlsim(numu,denu,u)hold off[N,D]=numden(simplify(Dwz)); %提取Dyz的系数，图形仿真中设置Dwz. numdy=sym2poly(N)dendy=sym2poly(D)无波纹最少拍程序仿真图：无波纹最少拍图形仿真图：无波纹最少拍闭环系统输出Y(z)图形仿真结果无波纹最少拍闭环系统数字控制器输出U(z)图形仿真结果3、设计的步骤和结果1.求被控对象传递函数G(s)的MATLAB描述。