數(shù)字PI調(diào)節(jié)器PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1數(shù)字數(shù)字PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器ssKsEsUsW1)()()(pipi（3-13）tteKteKtteteKtud )()(d )(1)()(IPpi（3-14）第1頁/共24頁) 1()()()()()()()(IsamIPIP1samIPkukeTKkeKkukeKieTKkeKkuki（3-15）tteKteKtteteKtud )()(d )(1)()(IPpi其中，Tsam為采樣周期第2頁/共24頁 kiieTKkeKku1samIP)()()(位置式PI調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)清晰，P和I兩部分作用分明，參數(shù)調(diào)整簡單明了，但需要存儲的數(shù)據(jù)較多。有位置式和增量式兩種算法：位置式算法位置式算法即

2、為式(3-15)表述的差分方程，算法特點是：比例部分只與當(dāng)前的偏差有關(guān)，而積分部分則是系統(tǒng)過去所有偏差的累積。比例部分只與當(dāng)前的偏差有關(guān)，而積分部分則是系統(tǒng)過去所有偏差的累積。第3頁/共24頁)() 1()() 1()()(samIPkeTKkekeKkukuku（3-17）)() 1()(kukuku（3-18） kiieTKkeKku1samIP)()()(第4頁/共24頁 kiieTKkeKku1samIP)()()()() 1()(kukuku第5頁/共24頁3.4.2 改進的數(shù)字改進的數(shù)字PI算法算法 kiieTKkeKku1samIP)()()(第6頁/共24頁kiieTKCkeK

3、ku1samIIP)()()(（3-19） 其中 )(, 0)(, 1IieieC為一常值。 積分分離法能有效抑制振蕩，或減小超調(diào)，常用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。 第7頁/共24頁第8頁/共24頁控制系統(tǒng)等效連續(xù)環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)器脈沖傳遞函數(shù)采樣、保持數(shù)字控制器模擬化分析連續(xù)系統(tǒng)理論離散化分析離散系統(tǒng)理論數(shù)字化第9頁/共24頁U*nUnUiUi*TsamIdIdLUd0數(shù)字式PI調(diào)節(jié)器零階保持器Tsam 轉(zhuǎn)速環(huán)采樣周期第10頁/共24頁*nKasesTsam1121SsTKibsTCRmedIdLI1sTKonanASRsamTsamTKan*TsamTsamIdIdL 121iIsTKsG電流內(nèi)環(huán)的等效傳遞函數(shù)

4、其中，電流反饋系數(shù) b 換成電流存儲系數(shù)Kb第11頁/共24頁 121iIsTKsG（3-23） 1onnfsTKsG（3-26） *nKasesTsam1121SsTKibsTCRmedIdLI1sTKonanASRsamTsamTKan*TsamTsamIdIdL電流內(nèi)環(huán)的等效傳遞函數(shù)n轉(zhuǎn)速反饋通道傳遞函數(shù)其中，Ka 為轉(zhuǎn)速反饋存儲系數(shù) 第12頁/共24頁 121e11121e1ion2nonmeiobjsamsamsTsTsKsTKsTCRsTKssGsTsT(3-27) menTCKRKK 其中第13頁/共24頁 sGsTsKsGsTsTsubn2nobjsamsame11e1(3-2

5、8) 1n2nsubsTsKsG則其中將兩個小慣性環(huán)節(jié)合并，Tn = Ton + 2Ti 121e11121e1ion2nonmeiobjsamsamsTsTsKsTKsTCRsTKssGsTsT第14頁/共24頁)()1()()(sub1objobjzGzsGZzG (3-29) sGsTsKsGsTsTsubn2nobjsamsame11e1應(yīng)用z變換線性定理得 )e)(1()(nsam/1ZobjTTzzzzKzG(3-30) 部分分式法，查表求z變換得 S S S SS Snsame1nsamnnzTTTTTKKnsamnsamnsame1ee1nsamnsam1TTTTTTTTTTz

6、其中第15頁/共24頁p1012p-1z平面單位圓1zReImnsam/2eTTp )e)(1()(nsam/1ZobjTTzzzzKzG控制對象的脈沖傳遞函數(shù)具有兩個極點，p1= 1；一個零點 z1，位于負實軸上。第16頁/共24頁模擬系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器一般為PI調(diào)節(jié)器： 比例部分起快速調(diào)節(jié)作用， 積分部分消除穩(wěn)態(tài)偏差。數(shù)字調(diào)節(jié)器也應(yīng)具備同樣的功能，因此仍選用PI型數(shù)字調(diào)節(jié)器。第17頁/共24頁第18頁/共24頁 11PsamIPsamIPASRzKzTKKzzTKKzG（3-35） nsame121PsamIPzobjASRSTTzzzzKzTKKKzGzG（3-36） kiieTKkeKk

7、u1samIP)()()(n轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器脈沖傳遞函數(shù)離散系統(tǒng)的開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)第19頁/共24頁wwz11 nn211samIsamIPzobjASRsamsame1e141112)(TTTTwwwzwzTKwTKKKwGwG（3-37） nsame121PsamIPzobjASRSTTzzzzKzTKKKzGzG則第20頁/共24頁2jsamTw 1j)j (j11j1j)j (j223410objASRKGG（3-38） 再令 為虛擬頻率則開環(huán)虛擬頻率傳遞函數(shù)為 nn211samIsamIPzobjASRsamsame1e141112)(TTTTwwwzwzTKwTKKKwGwG其中)s(e112-samn1Iz0sam單位為TzKKKTT第21頁/共24頁 1j)j (j11j1j)j (j223410objASRKGG現(xiàn)需要通過設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)，以確定系統(tǒng)的開環(huán)參數(shù)，并滿足給定的系統(tǒng)性能指標(biāo)。由于，經(jīng)過 w 變換后，離散系統(tǒng)在 平面上的數(shù)學(xué)模型與連續(xù)系統(tǒng)有相似的表達形式。而且在一定條件下，其虛擬頻率與 s 平面的系統(tǒng)角頻率相近。因此，可以在平面進行類似的頻域分析和設(shè)計第22頁/共24頁 1)(lg201lg201lg20lg202324210KL1)(lg20lg20222（3-39） 2341arctgarctgarctg