Matlab实现：最小拍有波纹与无波纹控制器设计与仿真

在本次课程设计中，学生需要围绕"控制系统建模、分析、设计和仿真"这一主题进行深入研究，以北京理工大学珠海学院08自动化1班某学生的身份完成课程任务。设计的核心内容涉及以下几个方面： 1. **被控对象建模**：首先，学生需使用MATLAB来获取连续被控对象的实测传递函数G(s)，然后通过零阶保持器离散化，设定采样周期为0.1秒。 2. **控制器设计**： - **最少拍有波纹控制器Dy(z)**：设计针对单位加速度信号输入的控制器，目标是使得闭环系统在加速度信号下具有良好的稳态性能，并确保其可实现性和稳定性。 - **最少拍无波纹控制器Dw(z)**：针对单位速度信号输入，设计无波纹控制器Dw(z)，同样关注稳态误差为零和系统的实际稳定性。 3. **数学模型转换**：将脉冲传递函数G(z)转换为零极点增益模型，并按照z-1形式排列，这是后续设计的基础。 4. **误差分析与控制**： - **误差脉冲传递函数Ge(z)**：通过建立数学方程组，确定误差函数的形式，确保加速度信号输入时闭环稳态误差为零且系统稳定。 - **闭环系统设计**：设计满足条件的闭环脉冲传递函数Gc(z)，包括确定待定系数，最终得到Gc(z)和Ge(z)。 5. **仿真验证**：采用MATLAB的程序仿真和Simulink图形仿真两种方法，对设计的控制器进行动态性能和稳态性能分析，验证控制效果。 6. **设计与优化**：对于单位速度信号输入，重复上述步骤，但需要确保Dw(z)的无波纹特性。 在整个设计过程中，学生需熟练运用MATLAB进行理论计算和数值模拟，展示对控制系统理论的理解以及编程技能的应用。此外，设计报告应包含清晰的步骤、详细的计算过程和结果分析，以及适当的图示，以支持设计的合理性和有效性。评分标准中，每部分的分数分配明确，体现出设计深度和复杂度。