离散化设计法则首先将系统中被控对象加上保持器一起构成的广义对象离散化得到相应的以Z传递函数然后利用离散控制系统理论直接设计数字控制器由于离散化设计法直接在离散系统的范畴内进行避免了由模拟控制系统向数字控制器转化的过程也绕过了采样周期对系统动态性能产生严重影响的问题是目前采用较为广泛的计算机控制系统设计方法 4292023系统的闭环传递函数7 闭环误差脉冲传递函数为 其中A(z)不含
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分析保持器等效法的特点:D(s)与D(z)极点按Z变换定义一一对应 z=esT若D(s)稳定D(z)稳定D(z)与T有关D(s)与D(z)频率特性不同D(s)与D(z)零点不是按 z=esT 一一对应的 数值积分法设计准则:将D(s)中的s用相应的s到z的转换关系代入:Z零极点匹配说明: 系统设计例G(s)例(t)
第5章 数字控制器的直接设计方法信息学院·谭树彬tanshubin@2015 年 4月计算机控制系统模拟设计方法1、模拟控制器的离散化2、PID控制器3、Smith预估控制器直接设计方法1、根轨迹设计方法2、频率响应设计方法3、解析设计方法数字控制器:(离散控制器)(离散对象)(1)最小拍控制(2)大林算法本章内容: 设计基本原理 最小拍控制器的设计方法 最小拍控制器的工程化改进 大林算法(Dah
数字控制器 计算机控制的特点: 补充图12-12数字控制器的两种设计方法:模拟化设计方法 直接设计法 D(s)设计步骤-例3-1T用零阶保持器法求惯性环节 的差分方程解:由z变换定义有u(t)步进电动机采样时刻到否累加误差小且较容易通过加权处理获得比较好的控制效果计算机只输出控制增量误动作时影响小必要时可用逻辑判断的方法去掉对系统安全运行有利手动——自动切换时冲击
则其中:以k01… 代入式(5-1-6)能控性定义:对于式7写成矩阵形式 4262023图5-3 状态反馈系统结构图 取 比较两边同次幂的系数有图5-4 状态观测器结构图观测器方程 得:得控制器的脉冲传递函数为 4262023因此被控对象是能控且能观的由 可得对应的特征方程为
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U(z)D(z)利用直接数字设计法设计最少拍控制系统要考虑以下几点(1)对于特定的参考输入信号到达稳态后系统在采样时刻精确实现对输入的跟踪(2)系统以最快速度达到稳态(3)D(z)应是物理可实现的(4)闭环系统应是稳定的1.假设条件为了使设计简明起见提出如下三个假设条件(1)G(z)在单位圆上和圆外无极点(1j0)点除外(2)G(z)在单位圆上和圆外无零点(3)G0(s)中不含纯滞后q是T的整数倍
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