第9章线性离散控制系统的与校正9.6辩析.ppt

* * * * * * * * * * * * 1．最少拍系统产生波纹的原因 例: 四． ※无波纹最少拍系统设计 数字控制器输出 数字控制器输入 保持器输出 实际输出 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） 1．最少拍系统产生波纹的原因 最少拍系统经有限拍后，尽管采样时刻的稳态误差为0，但数字控制器的输出处于不断波动中，造成系统输出波纹。 系统要想无波纹输出就必须要求数字控制器输出（是 的有限项多项式）在有限个采样周期后达到相对稳定。 四． ※无波纹最少拍系统设计 数字控制器输出 数字控制器输入 保持器输出 实际输出 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） 例: 四． ※无波纹最少拍系统设计 若数字控制器输出是 的有限项多项式 是 的有限项多项式 即 的零点应该 包含 的全部零点 2．无波纹最少拍系统设计原理 演示 ① ② 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） 2．无波纹最少拍系统设计原理 1）除应满足最少拍系统要求的形式外， 闭环脉冲传递函数 的零点应该包含 的全部零点(P530)。 2）G(z)在单位圆内的零点数，就是无波纹最少拍系统比有波纹最少拍系统所增加的拍数 。 四． ※无波纹最少拍系统设计 最少拍系统此处的条件如何？ 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） 1） 的分子中必须包含(1-z-1)m因子； (保证系统稳态误差为零) 2）以z-1为变量的 展开式的项数应尽量少; (保证随动系统为最少拍系统) 3） 的分母与分子多项式阶次之差应大于、等于G(z)的分母与分子多项式的阶次之差 ; (保证Gc(z)是物理可实现的有理多项式 ) 3. 无波纹最少拍系统设计原则 总结 四． ※无波纹最少拍系统设计 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） 5） 的零点必须包含G(z)中位于单位圆上及单位圆外的极点;（保证闭环系统稳定） 6） 的零点必须包含G(z)的全部零点。 （保证控制器Gc(z)稳定，无波纹） 4） 中必须包含G(z)中的纯延迟环节; （保证控制器Gc(z)是物理可实现的） 总结 四． ※无波纹最少拍系统设计 3. 无波纹最少拍系统设计原则 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） 已知T =1秒，开环脉冲传递函数为 试设计Gc(z)，要求： 1. 在单位斜坡输入时实现无波纹最少拍控制。 2. 在单位阶跃输入时实现无波纹最少拍控制。 例9.25 ※ ：如图所示的离散系统 四． ※无波纹最少拍系统设计 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） 本章小结 离散系统的定义 香侬采样定理和Z变换 离散系统的数学模型 离散系统的分析 （无波纹）最少拍系统设计 主要内容 要求掌握的知识点 1. 香农采样定理，Z变换和Z反变换 2. ※ ※ 开环脉冲传递函数和闭环脉冲传递函数 3. 根据离散系统结构图进行离散系统的稳定性和稳态误差分析； 4. ※ ※熟练掌握（无波纹）最少拍系统设计 主目录 Harbin Engineering University * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * LOGO Harbin Engineering University 第9章 线性离散系统的分析与校正 9.1离散系统的基本概念 9.2 信号的采样与保持 9.3 Z变换理论 9.4 ※ ※ 线性离散控制系统的数学模型（描述） 9.5 ※ 线性离散控制系统分析 9.6 ※ ※线性离散控制系统的数字校正（设计） 主要内容 离散系统分析的数学基础 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） ※离散化设计方法（直接数字设计法） 模拟化设计方法（间接设计法） 典型数字控制系统结构图（P517) r(t) e(t) e*(t) uh(t) u*(t) c(t) - + Gh(s) Gc(s) G0(s) s 假定采样频率足够高，忽略采样器和保持器影响，用连续系统设计理论确定Gc(s)； 采用合适的离散化方法由Gc(s)求Gc(z) ； 检查图所示系统的性能是否满足要求； 将Gc(z)化为差分算式，并编制程序实现相应的控制规律； 需要时仿真，检查系统设计与程序编制是否正确。 9.6 线性离散控制系统的数字校正（设计） 典型数字控制系统结构图（P517) r(t) e(t) e*(t) uh(t) u*(t) c(t) - + G