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Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!计算机控制技术复习整理（EditedbyBensonKong）Caution:Anyonewhotakesadvantageofthissetofmaterialsmustnotcheatintheexam,orhe\shewillsufferaunexpectedaccidentinsomeday——DeathNote(Todeletethisword,youwillfacetheevil).第一章绪论1.1计算机控制系统概括自动控制系统自动控制：就是在没有人参加的状况下，经过控制器使生产过程自动地依照预约的规律运转。计算机控制系统计算机控制系统：就是利用计算机（工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。工作原理：分为及时数据收集、及时控制决议和及时控制输出三个步骤。计算机控制系统的构成计算机控制系统由计算机和生产过程两大多数构成。常用的计算机控制系统主机1.2计算机控制系统的典型形式操作指导控制系统，属于开环控制构造。直接数字控制系统DDC，属于闭环控制系统，是计算机在工业生产过程中最广泛的一种应用方式。监察控制系统SCC，作用是改变给定值，所以又称为设定值控制SPC。分为：SCC+模拟调理器的控制系统以及SCC+DCC的分级控制系统两种模式。集散控制系统DCS，也叫散布式控制系统。构造模式为：“操作站—控制站—现场仪表”3层构造，系统成本高。现场总线控制系统FCS，是新一代散布式控制系统。构造模式为：“操作站—现场总线智能仪表”两层构造。综合自动化系统1.3计算机控制系统的发展概略和趋向计算机控制系统的发展概略：硬件、软件、理论。计算机控制系统的发展趋向Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!计算机控制系统原理图：典型的连续控制系统原理框图：第二章数字控制技术3.1数字控制基础数字控拟订义：生产机械依据数字计算机输出的数字信号，按规定的工作次序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地达成工作的控制方式。数控技术发展概略数字控制原理数字控制方式点位控制：只需求控制道具行程要点的坐标值，挪动过程中不做任何加工直线控制：控制行程的终点坐标值，刀具相对于工件平行某一执教坐标轴直线运动，运动过程中有切削加工。轮廓控制：控制刀具沿工件轮廓曲线不停地运动，并在运动过程中将工件加工成某一形状。数字控制系统分为开环和闭环两类。Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!数控系统的分类传统数控系统、开放式数控系统（PCINNC构造式数控系统和NCINPC构造式数控系统）3.2.逐点比较插补法。直线插补计算过程和圆弧插补计算过程步骤。A.逐点比较法插补运算，就是在某个坐标方向上每走一步（即输出一个进给脉冲），就作一次计算，将实质进给地点的坐标与给定的轨迹进行比较，判断其偏差状况，依据偏差，再决定下一步的走向（沿X轴进给，仍是沿Y轴进给）。逐点比较法插补的实质是以阶梯折线来迫近给定直线或圆弧曲线，最大迫近偏差不超过数控系统的一个脉冲当量（每走一步的距离，即步长）。直线插补计算过程的步骤以下：偏差鉴别：即鉴别前一次进给后的偏差值Fm是最大于等于零，仍是小于零；坐标进给：即依据偏差判断的结果断定进给方向，并在该方向长进给一步；偏差计算：即计算进给后的新偏差值Fm+1，作为下一步偏差判其他依照；终点鉴别：即若已抵达终点，则停止插补；若未抵达终点，则重复上述步骤。圆弧插补步骤：偏差鉴别、坐标进给、偏差计算、坐标计算以及终点鉴别。例题1：若加工第一象限直线OA，起点O（0，0），终点A（11，7）。要求：按逐点比较法插补进队列表计算；作出走步轨迹图，并注明进给方向和步数。解：由题意可知xe=11,ye=7，F0=0，我们设置一个总的计数器Nxy,其初值应为Nxy=|7-0|+|11-0|=18，则插补计算过程如表3—1所示。依据插补计算过程表所作出的直线插补走步轨迹图以以下图所示。表3—1步数偏差鉴别坐标进给偏差计算终点鉴别Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!步数偏差鉴别坐标进给偏差计算终点鉴别起点F0=0Nxy=181F0=0+XF1=F0-ye=-7Nxy=172F1<0+YF2=F1+xe=4Nxy=163F2>0+XF3=F2-ye=-3Nxy=154F3<0+YF4=F3+xe=8Nxy=145F4>0+XF5=F4-ye=1Nxy=136F5>0+XF6=F5-ye=-6Nxy=127F6<0+YF7=F6+xe=5Nxy=118F7>0+XF8=F7-ye=-2Nxy=109F8<0+YF9=F8+xe=9Nxy=910F9>0+XF10=F9-ye=2Nxy=811F10>0+XF11=F10-ye=-5Nxy=712F11<0+YF12=F11+xe=6Nxy=613F12>0+XF13=F12-ye=-1Nxy=514F13<0+YF14=F13+xe=1Nxy=4015F14>0+XF15=F14-ye=3Nxy=316F15>0+XF16=F15-ye=-4Nxy=217F16<0+YF17=F16+xe=7Nxy=118F17>0+XF18=F16-ye=0Nxy=0例题2：设加工第一象限的圆弧AB，起点A（6，0），终点B（0，6）。要求：Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!按逐点比较法插补进队列表计算；作出走步轨迹图，并注明进给方向和步数。解：插补计算过程如表3—2所示。终点鉴别仍采纳第二种方法，设一个总的计数器Nxy，每走一步便减1操作，当Nxy=0时，加工到终点，插补运算结束。以下图为插补过程中的走步轨迹。表3—2步数偏差鉴别坐标进给偏差计算坐标计算终点鉴别起点F0=0x0=6,y0=0Nxy=121F0=0-XF1=0-12+1=-11x1=5,y1=0Nxy=112F1<0+YF2=-11+0+1=-10x2=5,y2=1Nxy=103F2<0+YF3=-10+2+1=-7x3=5,y3=2Nxy=94F3<0+YF4=-7+4+1=-2x4=5,y4=3Nxy=85F4<0+YF5=-2+6+1=5x5=5,y5=4Nxy=76F5>0-XF6=5-10+1=-4x6=4,y6=4Nxy=67F6<0+YF7=-4+8+1=5x7=4,y7=5Nxy=58F7>0-XF8=5-8+1=-2x8=3,y8=5Nxy=49F8<0+YF9=-2+10+1=9x9=3,y9=6Nxy=310F9>0–XF10=9-6+1=4x10=2,y10=6Nxy=211F10>0–XF11=4-4+1=1x11=1,y11=6Nxy=112F11>0–XF12=1-2+1=0x12=0,y12=6Nxy=03.3多轴步进驱动控制技术Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!步进电动机的工作原理对于一个步进电动机，假如它的转子的齿数为z，它的齿距角为：??=2??=360°/??????而步进电动机运转N拍可使转子转动一个齿距地点。实质上，步进电动机每一????=??=360°/（????）拍就履行一次步进，所以步进电动机的步距角??式中，N是步进电动机的工作拍数；z是转子的齿数。步进电动机的工作方式单相三拍、双相三拍以及三相六拍。Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!试用高级或汇编语言编写以下各插补计算程序：第一象限直线插补程序。第一象限逆圆弧插补程序。答：(1)第一象限直线插补程序设内存中三个单元XE、YE、FM分别寄存直线终点横坐标、终点纵坐标、加工点偏差。datasegmentXEDBxeYEDByzFMDB0ZFDB0dataendsMOVAL，XEADDAL，YEMOVCL，AL；CL存NXYLAB1：MOVAL，FMCMPAL，00HJGELAB2MOVZF，03HMOVAX，FMADDAX，XEMOVFM，AXJMPCONTROLLAB2：MOVZF，01HMOVAX，FMSUBAX，YEMOVFM，AXIfyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!CONTROL：┇DECCLJNZLAB1RET第一象限逆时针圆弧插补第四章惯例及复杂控制技术4.1数字控制器的连续化设计技术计算机控制系统的构造框图：r(t)+e(t)e(k)u(k)u(t)G(s)y(t)_TD(z)H(s)T数字控制器的连续化设计步骤1.设计设想的连续控制器D(s)2.选择采样周期T3.将D(s)失散化为D(z)（1）双线性变换法Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!sT1sTL1sTsTe222zesT1sTL1sTe2222z1，D(z)D(s)2z1s1sTzTz1前向分差法利用级数睁开可将Z=esT写成以下形式Z=esT=1+sT+≈1+sTsz1D(z)D(s)sz1由上式可得T，T后向分差法利用级数睁开还可将Z=esT写成以下形式sT11，sz1，D(z)D(s)z1ZesTTze1sTsTz4.设计由计算机实现的控制算法5.校验数字PID控制器的设计PID控制器定义答：依据偏差的比率、积分、微分进行控制的控制算法。脉冲传达函数定义在初始条件为零的状况下，系统输出脉冲序列的Z变换与输入脉冲序列的Z变换之比。模拟PID控制规律为u(t)KPe(t)1te(t)dtTDde(t)TI0dt对应的模拟PID调理器的传达函数为Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!U(s)1TDs)D(s)KP(1E(s)TIsKP为比率增益，KP与比率带δ成倒数关系即KP=1/δTI为积分时间，TD为微分时间u(t)为控制量，e(t)为偏差数字PID控制器u(k)KPe(k)Tke(i)TDe(k)e(k1)TIi0T数字PID地点型和增量型控制算法的表达式地点型??????(??)+??(??)???(??1)??(??)=??[??( )?+??]????∑??????=0增量型???( )?=??(??)???(??1)=??[??( )????(?1)]+??(?)?+??[??( )???????(??1)+??(??2)]数字PID增量型控制算法流程T会使得Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!数字PID控制器的改良1.积分项的改良（1）积分分别（2）抗积分饱和（3）梯形积分（4）除去积分不敏捷区2.微分项的改良（1）不完整微分PID控制算法数字PID参数的整定1.采样周期的选择（实验考试要点看）依据香农采样定理，采样周期上限应知足：T≤π/ωmax,此中ωmax为被采样信号的上限角频次。采样周期的下限为计算机履行控制程序和输入输出所耗资的时间，系统的采样周期只好在Tmin与Tmax之间选择（在同意范围内，选择较小的T）。其次要考虑以下各方面的要素①给定值的变化频次:变化频次越高，采样频次就应越高;②被控对象的特征：被控对象是迅速变化的仍是慢变的;③履行机构的种类：履行机构的惯性大，采样周期应大;④控制算法的种类：采纳太小的PID算法的微分积分作用很不明显；控制算法也需要计算时间。⑤控制的回路数。2.按简略工程法整定PID参数（1）扩大临界比率度法选择一个足够短的采样周期，察看只含有比率调理器的闭合回路，减小比率带直到系统发散，增大比率直到出现连续等幅振荡，记下此时临界比率度和临界振荡周期，选择适合控制度，获得PID参数表。（2）扩大响应曲线法丈量被控对象在突加给定后的过渡过程曲线，用标准对象传达函数进行拟合，确立对象参数，利用经验公式求出对应PID控制器的参数。（3）凑试法Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!增大比率系数一般将加快系统的响应，在有静差的状况下有益于减小静差。但过大的比率系数会使系统有较大的超调，并产生振荡，使稳固性变坏。增大积分时间有益于减小超调，减小振荡，使系统更为稳固，但系统静差的除去将随之减慢。增大微分时间也有益于加快系统响应，使超调量减小，稳固性增添，但系统对扰动的克制能力减弱，对扰动有较敏感的响应。4.2数字控制器的失散化设计技术数字控制器的失散化设计步骤1.典型计算机控制系统（失散）框图2.数字控制器的失散化设计步骤（1）依据控制系统的性能指标要乞降其余拘束条件，确立所需的闭环脉冲传递函数Ф(z)（2）求广义对象的脉冲传达函数G(z)。G(z)B(z)ZH(s)GC(s)Z1eTsGC(s)A(z)S（）求取数字控制器的脉冲传达函数D(z)。3Φ(z)D(z)G(z)D(z)1(z)1D(z)G(z)G(z)1(z)（4）依据D(z)求取控制算法的递推计算公式mbziU(z)ii0n,(nm)D(z)1E(z)aizii1（5）由数字控制器D(z)的一般形式：mbziU(z)i0i,(nm)D(z)1nE(z)aizii1Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!则：数字控制器的输出U(z)为mbiziE(z)nU(z)aiziU(z)i0i1所以，数字控制器D(z)的计算机控制算法为u(k)mnbie(ki)aiu(ki)i0i1依照上式，便可编写出控制算法程序。最少拍控制器的设计1.最少拍控制，就是要求闭环系统对于某种特定的输入在最少个采样周期内达到无静差的稳态。（1）闭环脉冲传达函数Ф(z)确实定e(z)E(z)R(z)Y(z)1(z)R(z)R(z)E(z)R(z)e(z)R(z)B(z)q(1z1)B(z)是不包含(1-z-1)因子的对于z-1的多项式。典型输入种类对应的z变换q=1单位阶跃函数R(z)11z1q=2单位速度函数R(z)Tz-1(1z1)2q=3单位加快度函数R(z)T2z-1(1z-1)2(1z1)3依据z变换的终值定理，系统的稳态偏差为e( )lim(1z1)E(z)lim(1z1)R(z)e(z)z1z1lim(11B(z)e(z)z)z1qz1(1)Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!因为B(z)没有(1-z-1)因子，所以要使稳态偏差e(∞)为零，一定有Фe(z)=1-Ф(z)=(1-z-1)qF(z)Ф(z)=1-Фe(z)=1-(1-z-1)qF(z)这里F(z)是对于z-1的待定系数多项式。为了使Ф(z)能够实现，F(z)中的首项应取为1，即F(z)=1+f１z-1+f2z-2++fpz-p能够看出，Ф(z)拥有z-1的最高幂次为N=p+q，这表示系统闭环响应在采样点的值经拍可达到稳态。特别当P=0时，即F(z)=1时，系统在采样点的输出可在最少拍(Nmin=q拍)内达到稳态，即为最少拍控制。所以最少拍控制器设计时选择Ф(z)为Ф(z)=1-(1-z-1)q最少拍控制器D(z)为1(z)1(11qD(z)z)G(z)1(z)G(z)(1z1)q2.典型输入下的最少拍控制系统剖析(1)单位阶跃输入(q=1)，输入函数r(t)=1(t),其z变换为1R(z)1z1由最少拍控制器设计时选择的Ф(z)=1-(1-z-1)q=z-1能够获得E(z)R(z)e(z)R(z)1(z)11(111zz)11?z00?z10?z2进一步求得LY(z)R(z)(z)1z11z231z1zzL以上两式说明，只需一拍(一个采样周期)输出就能追踪输入，偏差为零，过渡过程结束。3.最少拍控制器的限制性最少拍控制器对典型输入的适应性差Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!最少拍控制器的可实现性问题最少拍控制的稳固性问题最少拍有纹波控制器的设计1.考虑广义脉冲传达函数的稳固性考虑被控对象含有滞后的状况：Gc(s)=G'c(s)e-τs，G'c(s)是不含滞后部分的传达函数，τ为纯滞后时间。令d=τ/T对上式进行z变换G(z)z1eTsGcszdB(z)sA(z)并设G(z)有u个零点b1、b2、、bu个极点a1、a2、、av；在z平面的单位圆上或圆外。当连续被控对象Gc(s)中不含纯滞后时，d=0;当G(s)中含有纯滞后时，d≥即d个采样周期的纯滞后。1,则，从头表示G（z）有：zdubiz1)(1G(z)i1'(z)vG(1aiz1)i1G'(z)是G(z)中不含单位圆上或圆外的零极点部分由式D(z)1(z)G(z)1(z)能够看出，为了防止使G(z)在单位圆外或圆上的零点、极点与D(z)的零点、极点抵消，同时又能实现对系统的赔偿，选择系统的闭环脉冲传达函数时一定知足必定的拘束条件！2.Фe(z)的零点的选择Фe(z)的零点中，一定包含G(z)在z平面单位圆外或圆上的全部极点，即有1(z)D(z)G(z)1(z)Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!（因为：Фe(z)，Ф(z)的分母同样，化简后，只剩下各自的零点部分，而G(z)的零极点地点对调）(z)1(z)vi11q1(1az)(1z)F(z)i1上式中，F(z)是对于-1的多项式，且不含G(z)中的不稳固极点a。为了使1iФe(z)能够实现，1应拥有以下形式F(z)F1(z)=1+f11z-1+f12z-2++f1mz-m若G(z)有j个极点在单位圆上，即z=1处，则由终值定理可知，Фe(z)的选择方法应付上式进行改正。可按以下方法确立Фe(z):若j≤q，则e(z)1(vji11q1(z)z)(1az)(1z)Fi1若j＞q，则vj11je(z)1(z)F1(z)(1aiz)(1z)i1Ф(z)的零点的选择由式

D(z)

1(z)G(z)1(z)知，Ф(z)的零点中，一定包含G(z)在z平面单位圆外或圆上的全部零点以及,纯滞后部分，即有du(1biz1)F2(z)(z)zi1F2(z)是对于z-1的多项式，且不含G(z)中的不稳固零点bi。为了使Ф(z)能够实现，F2(z)应拥有以下形式：F2(z)=f21z-1+f22z-2+⋯+f2nz-nF1(z)和F2(z)阶数的选用方法可按以下进行若G(z)中有j个极点在单位圆上，当j≤q时，有mudnvjqIfyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!若G(z)中有j个极点在单位圆上，当j＞q时，有mudnv依据以上给出了确立Ф(z)时一定知足的拘束条件，可求得最少拍控制器为1(z)'1qj,jqG(z)(1z)F(z)D(z)F2(z)1G(z)1(z)',jq(z)zB(z)F2(z)z(1biz1)F2(z)依据上述拘束条件设计的最少拍控制系统，只保证了在最少的几个采样周期后系统的响应在采样点时是稳态偏差为零，而不可以保证随意两个采样点之间的稳态偏差为零。这类控制系统输出信号y(t)有纹波存在，故称为最少拍有纹波控制系统，上式的控制器为最少拍有纹波控制器。最少拍无纹波控制器的设计原由：控制量u(t)颠簸不稳固结果：输出有颠簸，造成机械机构的摩擦(z)一定包含G(z)的分子多项式B(z)，即Ф(z)一定包含G(z)的全部零点。这样，本来最少拍无纹波系统设计时确立Ф(z)的公式应改正为ddi1ω为G(z)的全部零点数；b1、、为G(z)的全部零点。b2b确立Ф(z)一定知足以下要求：被控对象Gc(s)中含有足够的积分环节，以知足无纹波系统设计的必需条件。并求出G（z），写成因子形式。选择Ф(z)。包含G（z）全部的零点。选择Фe(z)。包含G（z）在单位圆外、圆上的极点。选择F1(z)和F2(z)阶数m和n，形式。Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!①若G(z)中有j个极点在单位圆上，当j≤q时，有mdnvjq②若G(z)中有j个极点在单位圆上，当j＞q时，有mdnv4.3纯滞后控制技术达林算法达林算法的设计目标是使整个闭环系统所希望的传达函数Ф(s)相当于一个延缓环节和一个惯性环节相串连，即(s)1esTs1整个闭环系统的纯滞后时间和被控对象Gc(s)的纯滞后时间τ同样。闭环系统的时间常数为T，纯滞后时间τ与采样周期T有整数倍关系，τ=NT。用脉冲传达函数近似法求得与Ф(s)对应的闭环脉冲传达函数Ф(z)(z)ZTss1Y(z)1eTs(1eTT)zN1?eR(z)1eTTz1(z)s针对不一样的被控对象，即Gc(s)是带有纯滞后的一阶惯性环节Gc(s)Kes1T1s或二阶惯性纯滞后环节Gc(s)K(1T1s)(1T2s)e

s我们能够简单的获得相应的数字控制器D(z)的形式TT)(1eTT1D(z)(1e1z)TT1)1eTTz1TT)zN1K(1e(1eIfyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!D(z)(1eTT)(1eTT1z1)(1eTT2z1)K(C1C2z1)1eTTz1(1eTT)zN12.振铃现象及其除去所谓振铃，是指数字控制器的输出以二分之一采样频次大幅度衰减的振荡。①带纯滞后的一阶惯性环节被控对象为带纯滞后的一阶惯性环节时u(z)(z)(1eTT)(1eTT1z1)G(z)K(1eTT1)(1eTTz1)求得极点eTT明显z永久是大于零的。故得出结论：在带纯滞后的一阶惯性环节构成的系统中，数字控制器输出对输入的脉冲传达函数不存在负实轴上的极点，这类系统不存在振铃现象。②带纯滞后的二阶惯性环节被控制对象为带纯滞后的二阶惯性环节时，(z)(1eTT)(1eTT1z1)(1eTT21)u(z)zG(z)TT1C21KC1(1e)(1z)zC1TT有两个极点，第一个极点在ze不会惹起振铃现象C2第二个极点在zC1在T→0时，有limC21T0C1说明可能出现左半平面与z=-1邻近的极点，这一极点将惹起振铃现象。Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!振铃现象的除去:有两种方法可用来除去振铃现象。第一种方法是先找出D(z)中惹起振铃现象的因子(z=-1邻近的极点)，而后令此中的z=1，依据终值定理，这样办理不影响输出量的稳态值。下边详细说明这种办理方法。(1TT)(1eTT11TT21D(z)ez)(1ez)K(C1211eTTz1(1TTN1Cz)e)z其极点zC2将惹起振铃现象，令极点因子(C12-1中的，便可除去这C1z)z=1+C个振铃极点。C1C2(1eTT1)(1eTT2)除去振铃极点z=-C2/C1后，有(1eTTeTT1z1TT1D(z))(1)(1e2z)TT1)(1eTT2)1eTTz1(1eTT)zN1K(1e这类除去振铃现象的方法固然不影响输出稳态值，但却改变了数字控制器的动向特征，将影响闭环系统的瞬态性能。第二种方法是从保证闭环系统的特征出发，选择适合的采样周期T及系统闭环时间常数Tτ，使得数字控制器的输出防止产生激烈的振铃现象。从RAC2eTTeTT1eTT2C1中能够看出，带纯滞后的二阶惯性环节构成的系统中，振铃幅度与被控对象的参数T1、T2相关，与闭环系统希望的时间常数Tτ以及采样周期T相关。经过适入选择T和Tτ，能够把振铃幅度克制在最低限度之内。有的状况下，系统闭环时间常数Tτ作为控制系统的性能指标被第一确立了，但仍可经过选择采样周期T来克制振铃现象。达林算法步骤：依据系统的性能，确立闭环系统的参数Tτ，给出振铃幅度RA的指标；由所确立的振铃幅度RA与采样周期T的关系，解出给定振铃幅度下对应采样周期，假如T有多解，则选择较大的采样周期Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!确立纯滞后时间τ与采样周期T之比(τ/T)的最大整数N；求广义对象的脉冲传达函数G(z)及闭环系统的脉冲传达函数Ф(z)；求数字控制器的脉冲传达函数D(z)。作业解答：Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!第六章：先进控制技术从X到Y的一个模糊关系R，表示X×Y论域上，描绘模糊条件语句“若A则B”的模糊关系，其隶属函数为AB(x,y)A(x)B(y)1A(x)~~~~~模糊控制器主要包含输入量模糊化接口、知识库、推理机、输出清楚化接口四个部分，以以下图所示。Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!此外实验考试也是闭卷考，你跟同学门说一下主要复习以下几方面内容。1、达林算法，特别是D（Z)表达式。2、D/A、A/D变换，给出数字量怎样计算模拟量，或反过来。3、怎样选择采样周期4、几种整定PID参数的步骤5、实验中超调量、调理时间、峰值时间、稳态偏差等数据的计算Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!??(??)1+0.17??已知模拟控制器的传达函数为??(??)=??(??)1+0.085??4.=，试写出相应数字控制器的地点型和增量型控制算式，设采样周期。T=0.2s??(??)1+0.17??(??)+??(??)=0.17????( )+??(??)??(??)=解：依据??(??)=1+0.085??????????,，获得0.085??(??)???(??1)+??( )?=0.17??( )????(??1)+??( )?，此中??=0.2??即????0.085令m=0.085,则：??(??1)+5??+1??(??)=5??10??+110????(??2)+??( )????(??1)5??+15??+15??+1??(??1)=5??10??+1??(?1)?10????(??2)5??+15??+1???( )?=??(??)???(??1)[??(??1)???(??2)]+5??+1=5??10??+1[??( )????(?2)]?1)5??+1所以：???( )?=0.298[??(??1)???(??2)]+1.298[??( )????(?2)]?1.895??(??1)??(??)=109.已知被控对象的传达函数为??(0+.1??1)采样周期T=1s，采纳零阶保持器。要求：（1）针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波系统的D(z)，并计算输出相应y(k)、控制信号u(k)和偏差e(k)序列，画出它们对时间变化的波形。2）针对单位阶跃输入信号设计最少拍有纹系统D(z)，并计算输出相应y(k)、控制信号u(k)和偏差e(k)序列，画出它们对时间变化的波形。解：Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!广义脉冲传达函数为?????10?110??(??)=??1????=)(??(1???)??(211-1?1?1?+=??(9+??)10????2?1?10???1?1=(1???)1???(1?????)1???d=0,u=0,v=1,j=1,q=1??≤??=>m=u+d=0,u=v-j+q=1?1??( )?=??=>??(??)=?????12对于单位速度输入信号?1)(1???)??=????[1????1]?1??选择：??(??)∏????()????=1?1=1????1?1?(??)=1??(??)=??=??????21??=1，?(??)=???1所以211?(??)?1?1????（??）==-11????11?????(9+??)??(?1?)?(??)??(??)=?(??)(???)=1=>????( )?==01??0{??=?11,2??

?19+??1?(??)1????1Y(z)=R(z)=????( )?=1{0=0所以??=1,21U(z)=E(z)D(z)=?19+??U(k)11=(?9)??k=0,1,2所以9Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!??(??)=(2)

?1?1??(9+??)?11???d=0,v=1,w=0,q=2,j=1j<q??=??+??=1{1??=????+??=2??(??)=?1对于单位阶跃信号1????12?1?2?(??)=1???)?(??)=????+??????(2122?(??)=1??(??)=>??=2,??=?1=?1?2>?(??)=2???????21221?(??)?1?2??（??）=?12?????-11????12=?1(1???)??(9+??)??(?1?)?(??)?1??(??)=?(??)(??)?=(1????12??=?1)?1????2(1???)??(??)=??(??1)Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!?(??)=2???2?3?4+3??+4??+Y(z)=R(z)??=??( )?=00,1????{=2,3?1?1U(z)??(2???)=E(z)D(z)=?1?1(1???)(9+??)1??(?)??(??)=0.1?(??1)-1.1*911.被控对象的传达函数为1????( )=???????+1采纳达林算法设计数字控制器D(Z)，并求取u(k)的递推形式。解：取T=1S,??=1，K=1，T1=1，L=??/??=1，设希望闭环传达函数的惯性时间常数T0=0.5s。则希望的闭环系统的脉冲传达函数为：?????(??)=??[1??????????]=???????0??+1??广义被控对象的脉冲传达函数为：

?2?2??(1???)?1?21?????Ifyouareatruemanoralovelygirl,pleasedonotcheatintheexam.Oryouwillbeminimized!!?????????????1?111?2?1????( )=??1????=??(1???)??=1???)???????[1+????](?1?1????1+??11?????[]则D(z)??(??)=???2?2?21)????)=]??(??)[1???(??)][?1=1.3680?0.5033???1?21?0.1353???0.8647????(??)??(??)=又??(??),则?1?2?1??(??)?0.1353????(??)?0.8647????(??)=1.3680??)(??0.5033????(??)上式反变换到时域，则可获得：??(??)=0.1680??( )?0.5033???1)(+0.1353???(1)+0.8647??(??2)7.编制一个能达成中地点滤波加上算术均匀值滤波的子程序。设对变量采样测量7次，7个采样值排序后取中间的3个采样值均匀，每个采样值为12位二进制。解：#defineN12charfilter( ){charcharintfor

count,i,j;value_buf[N];sum=0;(count=0;count<N;count++){value_buf[count]delay( );

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