自控 第7章-5 离散系统数字校正.ppt

* * 7.5 离散系统数字校正 7.5.1 数字控制器的脉冲传递函数 7.5.2 最少拍系统设计 7.5 离散系统数字校正 7.5.1 数字控制器的脉冲传递函数 D(z)为数字控制器，若 闭环脉冲传递函数为 误差脉冲传递函数为 由此，求得 或 离散系统的数字校正问题： 根据对离散系统性能指标的要求，确定闭环系统脉冲传递函数或误差脉冲传递函数，然后确定数字控制器D(z) 7.5.2 最少拍系统设计 一个采样周期为一拍 最少拍系统：在典型输入作用下，能以有限拍结束响应过程，且在采样时刻上无稳态误差的系统 典型输入： 典型输入可以统一表示为 最少拍系统设计原则： 设被控对象稳定，选择闭环脉冲传递函数，使系统在典型输入作用下经过最少的采样周期使输出序列在各采样点的稳态误差为零，从而确定数字控制器的脉冲传递函数 典型输入 系统要求 误差的脉冲传递函数为 要使稳态误差为零，则要求 可令 （1）单位阶跃输入 单位阶跃输入时 再根据 那么控制器脉冲传函为 误差脉冲传函为 所以，误差离散信号为 经过一拍后跟踪上单位阶跃输入，调节时间 （2）单位斜坡输入 单位斜坡输入时 又根据 所以，控制器脉冲传函为 误差脉冲传函为 经过两拍后跟踪上斜坡输入，调节时间 （3）单位加速度输入 单位加速度输入时 根据 控制器脉冲传函为 误差脉冲传函为 由 经过三拍后跟踪上单位加速度输入，调节时间ts=3T 最少拍系统的调节时间只与所选择的闭环脉冲传递函数Φ(z)的形式有关，而与典型输入信号无关 【例7.5.1】采样控制系统如图 采样周期T=1s，分别针对单位阶跃输入和单位斜坡输入设计最少拍数字控制器D(z) 解：系统连续部分开环传递函数为 求其Z变换 将传递函数分解，有 可采用留数定理进行计算 查Z变换表有 所以 系统框图简化为下图 其中