计算机控制技术范立南第6章节直接数字控制.ppt

6.1 最少拍计算机控制系统的设计 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.3 大林（Dahlin）算法 6.4 数字控制器D(z)的实现方法 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 最少拍实际上是时间最优控制。 最少拍计算机控制系统的任务就是设计一个数字调节器，使系统到达稳定时所需要的采样周期最少，而且系统在采样点的输出值能准确地跟踪输入信号，不存在静差。 对任何两个采样周期中间的过程则不作要求。在数字控制过程中，一个采样周期称为1拍。 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 6.1.1 最少拍控制系统数字控制器分析 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 闭环脉冲传递函数为 误差脉冲传递函数为 数字控制器为 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 6.1.2 最少拍控制系统数字控制器的设计 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 解： 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 在前面讨论的最少拍系统设计过程中，对被控对象并未提出具体限制。 实际上，只有当广义对象的脉冲传递函数是稳定的即在单位圆上或圆外没有零、极点，且不含有纯滞后环节时，所设计的最少拍系统才是正确的。 如果上述条件不能满足，应对上述设计原则作些相应的限制。 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 【例】被控对象的传递函数 设采样周期 ，试设计单位阶跃输入时的最少拍数字控制器。 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 解： 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 由上述方程组可得 比较等式两边的系数，可得 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 上述控制器在物理上是可以实现的 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 系统输出响应特性曲线 6.1 最少拍计算机控制系统的设计 一般地说，尽管最少拍系统具有结构简单、设计方便和易用微机实现等优点，但也存在着一些缺点。 如对输入信号类型的适应性较差，对系统参数变化很敏感，出现随机扰动时系统性能变坏，只能保证采样点偏差为零或保持恒定值，不能确保采样点之间的偏差为零或保持恒定值，以及受饱和特性限制，其采样频率不宜太高等等。 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2.1 单位阶跃输入最少拍无纹波系统的设计 已知单位阶跃输入的变换 如果 则有 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2.2 单位速度输入最少拍无纹波系统的设计 单位速度输入的变换 仍设 则 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 【例】设 ，试求对于单位阶跃输入的最少拍无纹波控制器。 解： 系统广义脉冲传递函数 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 为此，对单位阶跃输入，选择 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.2 最少拍无纹波计算机控制系统的设计 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3.1 大林算法的基本形式 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 1．一阶惯性环节大林算法的基本形式 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.3 大林（Dahlin）算法 6.4 数字控制器的实现方法 6.4 数字控制器的实现方法 6.4 数字控制器的实现方法 6.4 数字控制器的实现方法 6.4 数字控制器的实现方法 6.4 数字控制器的实现方法 6.4 数字控制器的实现方法 6.4 数字控制器的实现方法 6.4 数字控制器的实现方法 2．二阶惯性环节大林算法的D(z)基本形式 6.3.2 振铃现象及其消除方法 纯滞后惯性系统，因允许它存在适当的超调量，当系统参数设置不合适或不匹配时，可能使数字控制器的输出接近1/2采样频率的大幅度上下摆动的序列，这种现象称为振铃现象。 衡量振铃现象的强烈程度的量是振铃幅度RA(Ringing Amplitude)。