计算机控制系统：第6章 数字控制器的直接设计法1

1、计算机控制系统哈尔滨工业大学（威海）控制科学与工程系Computer Control System第六章 数字控制器的直接设计法 6.1 直接设计方法的基本原理 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计 6.3 一般系统的最小拍无差设计 6.4 最小拍控制器的工程化改进 6.5 Dahlin算法第六章 数字控制器的直接设计法 6.1 直接设计方法的基本原理 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计 6.3 一般系统的最小拍无差设计 6.4 最小拍控制器的工程化改进 6.5 Dahlin算法 6.1 直接设计方法的基本原理一、典型计算机控制系统 6.1 直接设计方法的基本原理二、离散设计法的步骤G(z)

2、已知由性能指标决定 6.1 直接设计方法的基本原理二、离散设计法的步骤(1) 根据控制系统性能指标要求及其他条件的约束，确定出所需的闭环脉冲传函(2) 确定数字控制器的脉冲传函(3) 根据D(z)编制控制算法程序第六章 数字控制器的直接设计法 6.1 直接设计方法的基本原理 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计 6.3 一般系统的最小拍无差设计 6.4 最小拍控制器的工程化改进 6.5 Dahlin算法 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计一、最小拍无差 在最少的几个采样周期内达到在采样时刻输入和输出无误差。对 的要求：快速性和准确性 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计一、最小拍无差特殊类型

3、系统(1)广义被控对象的脉冲传函G(z)稳定(2)G(z)中不含纯延滞环节特殊类型最小拍无差系统的 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计一、最小拍无差误差脉冲传函设输入为对应 其中B(z)不含 因子阶跃输入速度输入加速度输入q=1q=2q=3为使系统稳态误差为0， 至少应该包含因子其中F(z)为 的多项式为达到最小拍，E(z)项数应该最少p=qF(z)=1 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计二、典型输入函数下最小拍无差系统闭环脉冲传函1. 阶跃输入 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计二、典型输入函数下最小拍无差系统闭环脉冲传函1. 阶跃输入 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计二、典型输入

4、函数下最小拍无差系统闭环脉冲传函2. 速度输入 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计二、典型输入函数下最小拍无差系统闭环脉冲传函2. 速度输入 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计二、典型输入函数下最小拍无差系统闭环脉冲传函3. 加速度输入3种典型输入的最小拍系统输入函数 调节时间 D(z) T2T3T例6-1 设控制系统的被控对象传递函数采用ZOH和单位负反馈，T=0.1s，输入为单位速度信号，按照最小拍设计D(z)解：广义对象脉冲传函为输入为单位速度信号时验证： 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计三、最小拍无差系统对输入典型函数的适应性适应性：对于不同的输入R(z),要求使用不同的闭环脉冲传函 ，最快速度到达无差，考察其他类型的输入，该设计还是否是最小拍无差？例6-2 考察按速度函数输入设计的最小拍系统的适应性解：按照单位速度函数输入设计，得到阶跃输入作用时超调严重，达到100%例6-2 考察按速度函数输入设计的最小拍系统的适应性解：按照单位速度函数输入设计，得到加速度输入作用时有误差 6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计三、最小拍无差系统对输入典型函数的适应性针对一种典型输入函数R(z)，设计得到的系统闭环脉冲传函 ,(1) 当用于次数较低的输入函数时，会出现较大的超调，响应时间也会增大，稳态误差为0