4最小拍实验报告
4.2.2 最少拍控制【4学时】
纯滞后，即： G(z) gd 1z (d 1) gd 2 z (d 2)
(d 0)
而所期望的闭环脉冲传递函数的一般形式为：
(z) 1z 1 2 z 2
d z d d 1z ( d 1) d 2 z ( d 2) D( z ) G ( z ) 1 ( z ) ( gd 1z ( d 1) gd 2 z ( d 2) )(1 1z 1 2 z 2 )
则所得Φe(z)既可满足准确性，又可满足快速性要求。 于是有：(z) 1 e ( z) 1 (1 z 1 )m
三、典型输入下最少拍控制系统分析
（1）单位阶跃输入
e ( z) (1 z )，( z) 1 (1 z ) z
1 1 1 2
1
3、系统闭环脉冲传递函数Φ(z)的确定
Ф(z)
Rz
R s E s c* t
Ez
e *t
+
-
e t
数字控制器 U s D(z) ut
U z
u*t
广义对象G(s)
H0 s
零阶保持器
Gc s
被控对象
3.774(1 z 1 )(1 0.286 z 1 ) (1 2.78z 1 )(1 0.2 z 1 )
Y ( z ) ( z ) R( z ) z 1 输出量为：
1 1 2 3 z z z 1 1 z
控制量为： U ( z ) E ( z ) D( z ) e ( z ) R( z ) D( z )
稳定。
如果控制器 D( z ) 选择不当，极端情况下控制量 u 就可能是 发散的，而系统在采样时刻之间的输出值以振荡形式发散，实 际连续过程将是不稳定的。
摄影摄像实验报告册(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉摄影摄像的基本原理和操作方法。
2. 掌握摄影摄像设备的正确使用和维护方法。
3. 学习摄影摄像的基本技巧，提高摄影摄像水平。
4. 培养学生的创新思维和审美能力。
二、实验内容1. 摄影摄像设备介绍2. 摄影摄像基本操作3. 摄影摄像技巧4. 摄影摄像作品分析三、实验步骤1. 摄影摄像设备介绍（1）了解摄影摄像设备的发展历程。
（2）熟悉摄影摄像设备的种类和特点。
（3）掌握摄影摄像设备的基本参数。
2. 摄影摄像基本操作（1）学习相机的操作方法，包括开机、对焦、曝光等。
（2）掌握摄像机的操作方法，包括开机、录制、剪辑等。
（3）了解摄影摄像设备的维护和保养方法。
3. 摄影摄像技巧（1）学习摄影构图技巧，如三分法、九宫格、对称构图等。
（2）掌握摄影光线运用技巧，如顺光、逆光、侧光等。
（3）了解摄影色彩搭配技巧，提高作品的美感。
（4）学习摄像机的拍摄技巧，如稳定拍摄、跟拍、长镜头等。
4. 摄影摄像作品分析（1）挑选优秀摄影摄像作品进行分析，学习其构图、光线、色彩等方面的特点。
（2）对实验过程中拍摄的作品进行自我分析，找出优点和不足。
（3）相互交流学习，提高摄影摄像水平。
四、实验报告要求1. 实验报告应包括实验目的、实验内容、实验步骤、实验结果与分析、实验心得体会等部分。
2. 实验报告要求语言规范、条理清晰、内容充实。
3. 实验报告应附上实验过程中的照片或视频资料，以供参考。
五、实验心得体会1. 通过本次实验，我对摄影摄像的基本原理和操作方法有了更深入的了解。
2. 实验过程中，我学会了如何运用摄影摄像技巧，提高作品质量。
3. 实验使我认识到，摄影摄像是一门艺术，需要不断学习和实践。
4. 在实验过程中，我遇到了一些问题，通过查阅资料、请教同学和老师，最终得到了解决。
六、实验总结本次摄影摄像实验课程，使我对摄影摄像有了更全面的了解。
通过实验，我掌握了摄影摄像的基本操作和技巧，提高了自己的审美能力。
摄影课实验报告
江西科技师范学院实验报告课程摄影技术与技巧院系教育学院班级教育技术学（师范类）1班学号 20092299 姓名 ljh 报告规格一、实验目的四、实验方法及步骤二、实验原理三、实验仪器五、实验记录及数据处理六、误差分析及问题讨论目录1照相机结构及种类2.镜头及相机其他附件3.摄影用光4.取景构图5.人物、风光及数字摄影6.静物及运动摄影7.照片后期处理及输出制作8.指定主题作品创作9.10.11.12.13.14.15.16.每次实验课必须带上此本子，以便教师检查预习情况和记录实验原始数据。
实验时必须遵守实验规则。
用正确的理论指导实践袁必须人人亲自动手实验，但反对盲目乱动，更不能无故损坏仪器设备。
这是一份重要的不可多得的自我学习资料袁它将记录着你在大学生涯中的学习和学习成果。
请你保留下来，若干年后再翻阅仍将感到十分新鲜，记忆犹新。
它将推动你在人生奋斗的道路上永往直前！实验日期 2010 年月日成绩一、实验课程名称：摄影技术与技巧二、实验项目名称：照相机结构及种类三、实验目的和要求通过实验，使学生认识数字照相机的工作原理、性能和功能，学会使用数字照相机熟练运用它的部件功能平视旁轴取景照相机，单镜头反光照相机，双镜头反光照相机，机背式取景照相机，其他类型照相机，照相机的使用和维护。
数字照相机的结构与传统的胶片照相机相似，数字照相机工作原理，就是把景物的光影像转换为电子影像的成像技术。
重点：照相机的种类、照片机的使用和维护。
难点：照相机的使用。
五、主要仪器设备：平视旁轴取景照相机，单镜头反光照相机，双镜头反光照相机，机背式取景照相机，其他类型照相机六、操作方法与实验步骤数字照相机的使用。
数字相机跟传统相机在影像摄取部份大致相同，在操作上，首先检查相机是否安装了电池、内存卡，然后设置像素的大小，便可拍摄了。
连接电脑，将内存卡所摄信息传入电脑。
七、实验结果与分析、心得1、预先熟悉照相机的结构、掌握照相机的操作方法；2、了解并学会了相机的各部件使用；3、了解了相机的种类4、初步学会简单的相机使用方法指导老师：何玲实验日期 2010 年月日成绩一、实验课程名称：摄影技术与技巧二、实验项目名称：镜头及相机其他附件三、实验目的和要求通过实验，让学生认识数字照相机镜头及相机其他附件并了解及掌握其作用四、实验内容和原理：1、光圈、景深、和超焦距的操作；2、自动测光和曝光；3、自动对焦。
摄像实验报告分析总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次摄像实验旨在通过实际操作，了解摄像设备的操作原理和使用方法，掌握摄像的基本技巧，提高摄像质量，为今后从事相关工作奠定基础。
二、实验内容1. 摄像设备的选择与准备实验前，我们选择了以下摄像设备：一台单反相机、一台摄像机、一台三脚架、一台灯光设备以及相应的存储卡、电池等。
2. 摄像基础操作（1）熟悉摄像设备的操作界面和功能：通过阅读说明书和实际操作，我们熟悉了摄像设备的操作界面和功能，包括拍照、录像、设置参数等。
（2）掌握摄像设备的基本操作：我们学习了如何调整焦距、光圈、快门速度等参数，以及如何进行白平衡、曝光补偿等操作。
3. 摄像技巧（1）构图：我们学习了各种构图方法，如三分法、对称法、框架法等，以使画面更加美观。
（2）光线：了解了光线对画面效果的影响，学会了如何利用自然光和人工光进行拍摄。
（3）镜头运用：掌握了各种镜头的特点和使用方法，如广角镜头、长焦镜头等。
4. 后期制作（1）视频剪辑：学习了如何使用视频剪辑软件进行视频剪辑，包括添加转场、调整速度、添加字幕等。
（2）调色：了解了调色原理，学会了如何使用调色软件对画面进行调整，以达到更好的视觉效果。
三、实验结果与分析1. 摄像设备的操作通过本次实验，我们掌握了摄像设备的基本操作，能够熟练地进行拍照和录像，并对设备参数进行调整。
2. 摄像技巧（1）构图：我们学会了如何运用三分法、对称法等构图方法，使画面更加美观。
（2）光线：我们了解了光线对画面效果的影响，学会了如何利用自然光和人工光进行拍摄。
（3）镜头运用：我们掌握了各种镜头的特点和使用方法，提高了摄像质量。
3. 后期制作（1）视频剪辑：我们学会了使用视频剪辑软件进行视频剪辑，提高了视频制作水平。
（2）调色：我们了解了调色原理，学会了如何使用调色软件对画面进行调整，提升了画面质量。
四、实验总结1. 通过本次摄像实验，我们提高了摄像技能，为今后从事相关工作打下了基础。
2. 实验过程中，我们学会了如何运用摄像技巧，提高了摄像质量。
实验四-最少拍控制系统设计
实验四 最少拍控制系统设计姓名 学号 班级一、 实验目的1) 通过本实验，熟悉最少拍控制系统的设计方法。
2) 学习基于Matlab/Simulink 的最少拍控制系统的仿真研究方法。
二、实验原理1. 最少拍有纹波控制器的设计 已知被控对象的传递函数，10()s(s+1)G s =,零阶保持器传递函数1e H()sTss -=，采样周期1T s =。
试对单位阶跃、单位速度、单位加速度输入信号分别设计最少拍有纹波控制器。
基本原理参见教材上的相关内容.图1 最少拍有纹波控制器Simulink 仿真图(输入信号为单位速度）2. 最少拍无纹波控制器的设计对图1中的被控对象，试对单位阶跃、单位速度输入信号分别设计最少拍无纹波控制器。
原理参见教材上的相关内容。
三、实验内容1) 设计对单位阶跃、单位速度、单位加速度输入信号的最少拍有纹波控制器的参数,并用Simulink 进行仿真，观察仿真结果并记录系统输出、控制信号以及偏差信号等响应曲线。
根据题意有：有纹波设计如下单位阶跃输入时:响应:单位速度输入时：响应：2)设计对单位阶跃、单位速度输入信号的最少拍无纹波控制器的参数，并用Simulink进行仿真，观察仿真结果并记录系统输出、控制信号以及偏差信号等仿真曲线。
根据题意有：单位阶跃输入时：响应：四、实验报告1)按照实验报告所要求的统一格式，填写实验报告；2)记录控制器参数设计过程、结果、Simulink仿真图和相关响应曲线。
3)根据实验过程和结果进行分析。
能否对单位加速度信号设计无纹波控制器?说明理由。
最小拍控制算法研究实验报告
最小拍控制算法研究实验报告
实验报告：最小拍控制算法研究
一、实验目的：
本实验旨在研究最小拍控制算法的原理与实现方法，了解其在不同应用领域的优缺点，并通过实验验证其稳定性和可靠性。
二、实验原理：
最小拍控制算法是一种基于时间周期的控制算法，它通过对任务执行时间进行分析和预测，保证系统能够在规定的时间内完成任务。
该算法以最小的单位时间间隔（即拍）为基础，每个任务被分配到若干个拍中执行。
该算法通过调整拍的长度和数量来保证任务的平衡性和稳定性，从而达到最优控制效果。
三、实验步骤：
1. 设计测试系统并确定测试参数；
2. 编写最小拍控制算法代码，并将其嵌入到测试系统中；
3. 进行实验测试，并记录测试数据；
4. 对测试数据进行分析和处理，得出结论并撰写实验报告。
四、实验结果与讨论：
本实验使用最小拍控制算法对一个简单的测试系统进行了控制，得到了如下实验结果：
1. 最小拍控制算法可以有效地保证系统的稳定性和可靠性，能够在规定的时间内完成任务；
2. 在不同的应用领域中，最小拍控制算法的优缺点各有所表现，
需要结合实际情况进行选择和调整；
3. 最小拍控制算法的代码编写相对较为复杂，需要考虑多个参数和变量之间的关系。
五、实验结论：
本实验研究了最小拍控制算法的原理和应用，并通过实验验证了其稳定性和可靠性。
在不同的应用领域中，该算法具有各自的优缺点，需要结合具体情况进行选择和调整。
总体而言，最小拍控制算法是一种有效的控制算法，可以为各类系统提供稳定和可靠的控制效果。
最小拍控制系统课程设计
最小拍控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解最小拍控制系统的基本概念，掌握其原理和应用。
2. 学生能够掌握最小拍控制系统的数学模型，并能够运用相关公式进行计算。
3. 学生能够了解最小拍控制系统在不同场景下的优势和局限性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并实现一个最小拍控制系统。
2. 学生能够运用相关软件或工具进行最小拍控制系统的仿真和分析。
3. 学生能够运用逻辑思维和问题解决能力，针对给定问题，提出合理的最小拍控制系统解决方案。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对控制工程的兴趣，增强对自动化技术的认识和探索欲望。
2. 学生培养团队合作意识，学会与他人共同解决问题，提高沟通与协作能力。
3. 学生培养科学精神，学会严谨、客观地分析和评价控制系统，树立正确的工程观念。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 本课程属于控制工程领域，具有理论性和实践性，要求学生具备一定的数学基础和编程能力。
2. 学生为高中年级，具有一定的物理和数学知识储备，具备初步的分析和解决问题的能力。
3. 教学要求注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和创新思维。
二、教学内容1. 最小拍控制系统的基本概念与原理- 系统稳定性与稳态误差- 最小拍控制系统的定义及特点- 控制系统性能指标：快速性、平稳性、准确性2. 最小拍控制系统的数学模型- 状态空间表达式- 传递函数及其性质- 控制器设计：PID控制器、状态反馈控制器3. 最小拍控制系统的设计与实现- 设计步骤和方法- 系统仿真与参数调试- 实际案例分析：工业生产、机器人控制等4. 教学内容的安排与进度- 第一章节：控制系统概述，介绍最小拍控制系统的基本概念与原理- 第二章节：数学模型，讲解最小拍控制系统的数学描述及控制器设计方法- 第三章节：最小拍控制系统设计与实现，通过实际案例分析，使学生掌握设计过程及方法5. 教材章节及内容列举- 教材第3章：控制系统数学模型- 教材第4章：控制器设计方法- 教材第5章：控制系统仿真与实现教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标，按照教学大纲进行组织，使学生能够循序渐进地掌握最小拍控制系统的相关知识。
拍照微格实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的发展，摄影技术已经深入到我们生活的方方面面。
拍照不仅是一种记录生活的手段，也是一种艺术表达。
为了提高摄影技能，我们小组决定进行一次拍照微格实验，通过实践来提升摄影技巧。
二、实验目的1. 了解摄影的基本原理和技巧。
2. 提高摄影实践能力，培养审美观。
3. 通过团队合作，共同完成摄影作品。
三、实验内容1. 实验分组：我们将小组分为三个小组，每个小组负责拍摄不同主题的照片。
小组一：风景摄影小组二：人像摄影小组三：纪实摄影2. 拍摄主题：每组根据主题进行拍摄，拍摄地点和具体内容由各小组自行决定。
3. 拍摄设备：每组自备相机或手机，确保拍摄效果。
4. 拍摄技巧：各小组在拍摄过程中，需运用摄影的基本技巧，如构图、光线、色彩等。
四、实验过程1. 准备阶段：各小组根据拍摄主题进行讨论，确定拍摄地点、拍摄对象和拍摄内容。
同时，了解摄影基本原理和技巧，为拍摄做好准备。
2. 拍摄阶段：各小组按照计划进行拍摄，注意运用摄影技巧，捕捉精彩瞬间。
3. 后期处理：拍摄完成后，各小组对照片进行后期处理，包括裁剪、调色、调整曝光等。
4. 交流与评价：各小组将作品进行展示，并进行相互评价，提出改进意见。
五、实验结果与分析1. 风景摄影小组：拍摄了美丽的自然风光，运用了构图、光线、色彩等技巧，使照片具有艺术感。
2. 人像摄影小组：拍摄了不同风格的人物照片，注重人物表情和神态的捕捉，展现了人物个性。
3. 纪实摄影小组：拍摄了社会生活中的真实场景，反映了社会现象和人文关怀。
通过本次实验，我们发现以下几点：1. 摄影技巧在拍摄过程中至关重要，如构图、光线、色彩等。
2. 团队合作有助于提高摄影水平，各成员在交流中互相学习，共同进步。
3. 实践是提高摄影技能的有效途径，只有不断实践，才能不断提高。
六、实验总结本次拍照微格实验，让我们对摄影有了更深入的了解，提高了摄影实践能力。
在实验过程中，我们学会了如何运用摄影技巧，如何与团队成员协作，共同完成摄影作品。
最小拍控制系统及直流电机闭环调速控制系统设计和实现实验报告.doc
最小拍控制系统及直流电机闭环调速控制系统设计和实现实验报告班级：XX姓名：XX学号：XX时间：第16周周日9-12节指导老师：XX 老师一.实验目的1.掌握最小拍有纹波控制系统的设计方法。
2.掌握最小拍无纹波控制系统的设计方法。
.实验设备PC机一台，TD-ACC实验系统一套，i386EX系统板一块.实验原理典型的最小拍控制系统如图4.1-1所示，其中D(Z)为数字调节器，G(Z)为包括零阶保持器在内的广义对象的Z传递函数，①(Z)为闭环Z传递函数，C(Z)为输出信号的Z传递函数，R(Z)为输入信号的Z传递函数。
1.最小拍有纹波系统设计。
图4.1-2是一个典型的最小拍控制系统针对阶跃输入，其有纹波系统控制算法可设计为:U(Z) _ 0-5435-0.22 1E(Z ) 1 + 0.717Z最小拍控制系统-I i I IIM*亠D(Z) =图4.1-1T山K* = 0.5435K, = -02& 二 0当柠 JK 输入歯号■值为 2JSVM t EU)=Ge t z ).R {Z > =(iL(Z) = D(Z)-E(Z) = 13590-L4744Z J +L&571Z 3 -0.75BOZ2. 最小拍无纹波系统设计。
有纹波系统虽然在采样点上的误差为零，但不能保证采样点之间的误差值也为零，因此存在纹波现象。
无纹波系统设计只要使 U(Z)是Z -1 的有限多项式，则可以保证系统输出无纹波。
即：式中Pi 、Z i ――分别是G(Z)的极点和零点。
为了使U(Z)为有限多项式，只要①(Z)的零点包含G(Z)的全部零点即 可，这也是最小拍无纹波设计和有纹波设计的唯一不同点。
如图4.1-2所示，针对单位斜波输入，无纹波系统控制算法可设计为：U(Z) 0.7650 -0.7302Z"1 +0A651Z 3D ( Z =-—一' = --- ------------------------- -- E(Z) l-04080Z-J - 0.5920Z -- -0.7302K, =0.1h5lP. = -04080 A =-059203. 实验接线图。
最少拍控制系统实验报告
计算机控制技术--基于Matlab的最少拍控制系统设计学院：计算机科学与技术班级：计科0902班学号：姓名：指导老师：日期： 2012年12月15日一、实验目的：1．学习使用Matlab 设计最少拍控系统的方法； 二、实验工具：X86系统兼容型计算机、MATLAB 软件。
三、实验内容： 1．实验原理最少拍设计，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。
下面以一个具体实例介绍最少拍系统的设计和仿真。
考虑图1所示的采样数字控制系统，被控对象的脉冲传递函数为210G ()(1)s s s =+图0 最少拍采样数字控制系统设采样周期T=1s ，首先求取广义被控对象的脉冲传递函数： 广义被控对象21112111111110()[](1)11(1)10[](1)110.36793.679(10.718)(1)(10.3679)Ts e G z Z s s s z z z z z z z z z -----------=+=-⨯-+---+=--我们知道，最少拍系统是按照指定的输入形式设计的，输入形式不同，数字控制器也不同。
因此，对三种不同的输入信号分别进行考虑： ① 单位阶跃信号：计算可得到最少拍数字控制器为1111()()1()0.2712(10.3679))()()(1())10.718e z z z z z z D z G z z z ----Φ=Φ=-Φ-==-Φ+检验误差序列：()(1())()1E z z R z =-Φ=由误差的变换函数得知，所设计的系统当k>1后，e （k ）=0就是说，一拍以后，系统输出等于输入，设计正确。
② 单位速度信号：原理同上，我们可以得到：1111()0.5434(10.5)(10.3679)()()(1())(1)(10.718)z z z D z G z z z z ----Φ--==-Φ-+检验误差：1()(1())()E z z R z z -=-Φ=从E(z)看出，按单位速度输入设计的系统，当k 大于等于2之后，即二拍之后，误差e （k ）=0，满足题目要求。
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东南大学自动化学院实验报告课程名称：计算机控制技术实验第四次实验实验名称：最小拍算法研究院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：年月日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1．学习并熟悉最少拍控制器的设计和算法； 2．研究最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成； 3．熟悉最少拍无纹波控制系统控制器的设计和实现方法。
二、实验设备1．THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台 2．PCI-1711数据采集卡一块3．PC 机1台(安装软件“VC++”及“THJK_Server ”)三、实验原理1）最小拍系统在采样控制系统中，通常把一个采样周期称作一拍。
在典型输入信号作用下，经过最少拍，使输出量采样时刻的数值能完全跟踪参考输入量的数值，跟踪误差为零的系统称为最少拍系统。
计算机控制系统的方框图为：图4-1 最少拍计算机控制原理方框图根据上述方框图可知，有限拍系统的闭环脉冲传递函数为：)()(1)()()()()(z G z D z G z D z R z C z H +==(4-1) )()(11)()()(1z G z D z R z E z H +==- (4-2) 由(4-1) 、(4-2)解得： )(1)()(1)(z H z H z G z D -⋅= （4-3）首先要使系统的过渡过程在有限拍内结束，显然，这样对系统的闭环脉冲传递函数)(z H 提出了较为苛刻的要求，即其极点应位于z 平面的坐标原点处。
亦即希望系统的脉冲传递函数为101()()k k kF z H z a a z a z z --=+++=（4-4）式中：F(z)为H(z)的分子多项式，k 为某一整数。
式（4-4）表明H(z)的极点都在z 平面的原点，系统的脉冲响应在经过了有限数k 拍以后就变为零，过渡过程结束。
式（4-4）表明了离散系统中，为了使过渡过程较快地结束应符合的条件。
K 是个有限值，它至少应该是什么数值呢？可以分析一下闭环传递函数H(z)。
将式（4-4）代入D(z)表示式，得)]([)()(1)(1)()(1)(z F z z F z G z H z H z G z D k-⋅=-⋅=（4-5） 如果m 和n 分别为对象和保持器的组合脉冲传递函数G(z)的分子和分母的阶次，l 为式（4-5）中F(z)的阶次，要使D(z)能实现，就应使分母的阶次大于分子的阶次k n m l ≥-+ （4-6）由式（4-6）可见，当0l =时，H(z)的分子0()F z F ==常数，暂态响应的持续节拍数最少。
式中n 和m 是由对象、保持器决定的，是不可变部分。
这时应有k n m ≥- （4-7）这是过渡过程所能达到的最低极限节拍数，它规定了“最少拍”的极限数。
2）无稳态误差的最小拍系统 由王勤主编教材P89~P90的理论推导，可以知道，为保证系统稳态误差为零且拍数最少，应取111()(1)()k H z z F z --=-（4-8）其中1()F z 为不包含G(z)的零点和极点的多项式。
为式（4-8）表示了无稳态误差的最少拍系统，其1()H z -满足的条件。
另外，为了使系统的暂态过程在有限时间内结束，H(z)必须是1z -的有限多项式。
这两者都要满足，因而应使1()F z 为1z -的有限多项式。
最简单的情况是1()1F z =，这时 （1）对阶跃输入11()1H z z --=-1()H z z -=因而11)(11)(1)(1)()(1)(11-⋅=-⋅=-⋅=--z z G z z z G z H z H z G z D （2）对斜坡函数输入121()(1)H z z --=-或 12()2H z z z --=-从而有 22121)1(12)(1)1(2)(1)(--⋅=--⋅=---z z z G z z z z G z D （3）对加速度函数输入131()(1)H z z --=-或 123()33H z z z z ---=-+从而有 3231321)1(133)(1)1(33)(1)(-+-⋅=-+-⋅=----z z z z G z z z z z G z D3）无纹波，无稳态误差的最少拍系统 用前述方法设计的最少拍控制系统，对于符合原设计的输入信号能很快地跟踪。
然而，如果进一步用改进的z 变换法来研究所设计的系统，就会发现问题。
这种改进的z 变换不仅能求出采样时刻的系统输出，而且可以研究采样间隔中，输出的变化情况。
用这种z 变换将发现用前述方法设计的系统，在采样时刻之间存在着波动。
有纹波的系统，在采样时刻之间存在误差，而且功率损耗、振动等也很大，它将加快执行机构等可动部件的磨损。
为此，必须改进设计方法，使设计出的系统满足无纹波的条件。
（1）最少拍系统产生纹波的原因 经分析可知，最少拍系统虽然经过有限拍后能使采样时刻的稳态误差为零，从而使数字控制器的离散输入量E(z)为零。
但控制器的输出并没有达到稳态值，仍然是上下波动的。
亦即控制器的输出U(z)不能在有限拍内变为零。
如果整个系统以U(z)为输出量，设这时的闭环传递函数为()D H z 。
同样，如果这一闭环传递函数也能表示成极点都在z 平面原点的形式，则过渡过程也能在有限拍内结束。
（2）无纹波最少拍系统的设计 根据王勤主编教材P93的理论推导可知，无纹波最少拍系统的闭环传递函数应分别为0()()()()k k F z P z F z H z z z == （4-9） 0()()()D k F z Q z H z z = （4-10）式中：()()()P z G z Q z =，0()F z 为z 的多项式。
上述传递函数能保证系统的输出Y(z)和控制器输出U(z)的暂态过程均能在有限拍内结束。
式（4-9）说明，无纹波最少拍系统的闭环传递函数H(z)不仅应为1z -的多项式，而且应包含G(z)的全部零点。
由式（4-5）可得)()()()()(1)()(1)(00z P z F z z Q z F z H z H z G z D k -=-⋅=在最简单的情况下，0()F z 为常数。
为了保证D(z)是可实现的，至少要使k 大于或等于Q(z)的阶次，即k n ≥ （4-11）将式（4-7）与式（4-11）相比，发现由于要求无纹波，系统的最少拍增加了m 拍，响应的暂态过程也延长m 拍。
4）斜坡输入下最少拍系统设计举例（1）斜坡输入下无稳态误差最少拍系统设计 设被控对象为二阶系统，其传递函数为)1()(1+=s T s Ks G对于二阶被控对象加零阶保持器后对象的传递函数为：)1(1)(1+⨯-='-s T s Ks e s G TS 选择采样周期T ，将上述传递函数离散后得)1)(1()()()(112111111111------------++-=z ez z TeeT T z eT T T Kz G T T T T T T T T因为输入是单位斜坡信号，所以选择：21)1()(1--=-z z H 212)(---=z z z H)1)(1()1)(2(])())[(1()1)(2()(1)()(1)()()(11111111111111111-------------+---=--++----=-⋅==Bz z KA z e z z TeeT T eT T T z K z ez z H z H z G z E z U z D T T T T T T T T T T2121)1(1)21(2111--------+++-=Bz z B z e z e KA T T T T 其中 111T e T T A T T -+=-，ATeeT T B T T T T 1111----=由此可得斜坡输入下最少拍算法的数字控制器算法为u(k)=(1-B)u(k-1)+Bu(k-2)+)2()1(21)(211//-+-+---k e KAe k e KA e k e KA T T T T（2）斜坡输入下无纹波、无稳态误差最少拍系统设计)1)(1()1()1)(1()()()(11111121111111111---------------+=----++-=z ez Bz z KAz e z z TeeT T z eT T T Kz G T T T T T T T T T T①保证系统在斜坡输入下的稳态误差为零，则系统的闭环传递函数应符合1211()(1)()H z z F z --=-②稳定性原则1()H z -应包含G(z)的不稳定极点，其形式为1211()(1)()H z z F z --=-，其中1()F z 为不包含G(z)的零点和极点的多项式。
上式和保证稳态误差为零的要求相同。
()H z 应包含G(z)的不稳定零点，其形式为12()(1)()H z Bz F z -=+，其中2()F z 为不包含G(z)的零点和极点的多项式。
③无纹波有限拍暂态过程为了实现无纹波，2()F z 中必须包含G(z)的分子上的另一因子1z -。
要寻找()H z 、1()F z 和2()F z 的形式，使它们的项数最少（即最小实现）而又满足上述条件。
显然应为110()1F z b z -=+ 11201()()F z c c z z --=+1111201()(1)()(1)()H z Bz F z Bz z c c z ----=+=++联立求解得122320+++=B B B c ，12)12(21+++-=B B B c ，12)1(20+++=B B B B b 所以有)1)(1())(1()(1)()(1)()()(10111011-----+-+-=-⋅==z b z KA z c c z e z H z H z G z E z U z D T T2010211010)1(1)(111--------+--+=z b z b z e c z e c c c KA T T T T由此可得斜坡输入下最少拍无纹波的算法：)2()1()()2()1()1()(11101000----++-+--=--k e KAec k e KAe c c k e KA c k u b k u b k u T T T T四、实验步骤1、仔细阅读“PCI-1711数据采集卡驱动函数说明.doc”和“THJK-Server软件使用说明.doc”文档，掌握PCI-1711数据采集卡的数据输入输出方法和THJK-Server软件（及相关函数）的使用方法。
2、模拟对象的模拟电路图如图4-2下所示：图4-2 模拟对象电路其中：R1=100K，R2=100K，R3=100K，C1=10uF，C2=10uF按上图连接一个积分环节和一个惯性环节组成的二阶被控对象的模拟电路；3、系统接线图如图4-3所示：图4-3 系统接线图按照上图接线。