实验二Smith预估控制实验报告..doc

实验二 Smith预估控制实验报告 戴卿一 实验目的 通过实验掌握Smith预估控制的方法及程序编制及调试。 二 实验内容 1、Smith预估控制系统如图所示， 对象G(S)= K·e-τs / (1+T1S) ,K = 1, T1 = 10 s , τ = 5 s , Wc(z)采用数字PI控制规律。 2、对象扰动实验 画出U(t) = u0·1(t)时，y(t)曲线。 3、Smith预估控制 （1）构造，求出。 （2）整定Wc(s)(按什么整定？) （3）按图仿真，并打印曲线。 （4） 改变中K，τ（对象不变），进行仿真比较，观察它们对调节过程的影响。 三 实验步骤 1、拟订实验方案 2、离线编程 3、上机调试 4、分析实验结果 5、完成实验报告，提供最终实验程序框图及软件文本。 四、实验过程 1、对象扰动实验 画出U(t) = u0·1(t)时，y(t)曲线。 取采样周期T=1s，将对象G(S)= K·e-τs / (1+T1S)离散化 编写程序 #includeiostream.h #includefstream.h void main(void) { ofstream outf(SMITH.txt);//将结果存入SMITH.txt文档 double y,y1; double u; int i; y=0; y1=0; for(i=0;i80;i++) { if(i5){ u=0; } else u=1; outfy\n; y=(u+10*y1)/11; y1=y;//此处y1相当于输入/输出差分方程中y（k-1），y相当于输入 //输出差分方程中的y（k） } outf.close(); } 运行程序，并根据输出数据，用excel制图，得到下列结果： Smith预估控制 （1）构造，求出。 根据控制方框图以及对象传递函数构造出 求出 其中 所以 （2）整定Wc(s)(按什么整定？) 将纯延迟从闭环系统中去掉后进行整定。 编写对象响应曲线程序 #includeiostream.h #includefstream.h void main(void) { ofstream outf(SMITH.txt);//将结果存入SMITH.txt文档 double y,y1; double u; int i; y=0; y1=0; for(i=0;i80;i++) { u=1; outfy\n; y=(u+10*y1)/11; y1=y;//此处y1相当于输入/输出差分方程中y（k-1），y相当于输入 //输出差分方程中的y（k） } outf.close(); } 运行程序，并根据输出数据，用excel制图，得到下列结果： 从图中大致得到 根据过程响应整定方法，PI参数为 ， (3) 按图仿真，并打印曲线 控制程序框图 程序编写如下： #includeiostream.h #includefstream.h void main(void) { ofstream outf(SMITH.txt);//将结果存入SMITH.txt文档 double kp=6,ki=1,r=1; double cm=0,cm1=0,cm2=0,cm3=0,cm4=0,cm5=0; double q=0; double e1=0,e21=0,e2=0; double deltau=0, u1=0,u=0; double y=0,y1=0; for(int i=0;i80;i++){ y=(u+10*y1)/11;//采样周期T=1s outfy\n;//输出y cm=0.905*cm1+0.095*u1;//cm1为cm(k-1),u1为u(k-1) q=cm-cm5;//cm5为cm(k-5) e1=r-y1; e2=e1-q;//e1为e1(k),e2为e1(k) deltau=kp*(e2-e21)+ki*e2;//e21为e2(k-1) if(i5){ u=0; } else u=u1+deltau;//u1为u(k-1) y1=y; cm1=cm; cm2=cm1; cm3=cm2; cm4=cm3; cm5=cm4; u1=u; e21=e2; } outf.close(); } （4） 改变中K，τ（对象不变），进行仿真比较，观察它们对调节过程的影响。 分别取K,2K,0,.5K则对应