计算机控制第五章数字控制系统优秀课件.ppt
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1、计算机控制第五章数字控制系统第1页,本讲稿共11页八、数字控制器的直接设计方法八、数字控制器的直接设计方法数字控制器的连续化设计方法常要求采样周期足够小,以使由采样数字控制器的连续化设计方法常要求采样周期足够小,以使由采样保持器引起的相位滞后的影响足够小。另外,对一些性能要求高的系统设计保持器引起的相位滞后的影响足够小。另外,对一些性能要求高的系统设计无能为力。无能为力。直接设计方法从对象特性出发,将被控对象以离散模型表示,直接设计方法从对象特性出发,将被控对象以离散模型表示,直接基于采样系统理论,对离散系统进行分析和综合,寻求各种控制直接基于采样系统理论,对离散系统进行分析和综合,寻求各种控
2、制规律,保证所要求的系统性能。设计中不做任何的假设和近似,不忽规律,保证所要求的系统性能。设计中不做任何的假设和近似,不忽略零阶保持器的存在,比间接设计法具有更高的精度。略零阶保持器的存在,比间接设计法具有更高的精度。第2页,本讲稿共11页(一)最小拍无差系统(一)最小拍无差系统无差是对系统准确性的要求,要求系统的稳态误差为零。最无差是对系统准确性的要求,要求系统的稳态误差为零。最小拍是对系统快速性的要求。小拍是对系统快速性的要求。对于离散系统来说,调节是按采样周期实施的,一个采样周对于离散系统来说,调节是按采样周期实施的,一个采样周期成为一个拍,若调节时间为有限拍,且拍数或步数是最少的,则称
3、期成为一个拍,若调节时间为有限拍,且拍数或步数是最少的,则称为最少拍系统。最少拍控制实为时间最优控制。为最少拍系统。最少拍控制实为时间最优控制。最少拍无差随动系统的设计目的是要求在典型输入下,设计数字最少拍无差随动系统的设计目的是要求在典型输入下,设计数字控制规律控制规律D(z),使闭环系统的响应在最少个采样周期内,采样点的,使闭环系统的响应在最少个采样周期内,采样点的输出能准确跟踪输入信号,稳态误差为零。输出能准确跟踪输入信号,稳态误差为零。直接设计法就是采用解析方法对系统进行分析。最少拍直接设计法就是采用解析方法对系统进行分析。最少拍系统数字控制器的结构形式和参数的设计。系统数字控制器的结
4、构形式和参数的设计。第3页,本讲稿共11页计算机控制系统结构图如下:计算机控制系统结构图如下:第4页,本讲稿共11页广义对象广义对象Z传递函数为:传递函数为:闭环系统的闭环系统的Z传函为:传函为:误差误差Z传函为:传函为:当当(z)已由输出响应性能指标及其它约束条件确定后,则可唯一确已由输出响应性能指标及其它约束条件确定后,则可唯一确定数字控制器的解析表达式,则可反求出:定数字控制器的解析表达式,则可反求出:其中的其中的G(z)确定时,则确定时,则D(z)完全取决于完全取决于(z),以下可根据稳定,以下可根据稳定性、准确性和快速性等指标进行性、准确性和快速性等指标进行(z)的设计。的设计。第5
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