計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：第6章 數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)法1

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）控制科學(xué)與工程系Computer Control System第六章 數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)法 6.1 直接設(shè)計(jì)方法的基本原理 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì) 6.3 一般系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì) 6.4 最小拍控制器的工程化改進(jìn) 6.5 Dahlin算法第六章 數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)法 6.1 直接設(shè)計(jì)方法的基本原理 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì) 6.3 一般系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì) 6.4 最小拍控制器的工程化改進(jìn) 6.5 Dahlin算法 6.1 直接設(shè)計(jì)方法的基本原理一、典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 6.1 直接設(shè)計(jì)方法的基本原理二、離散設(shè)計(jì)法的步驟G(z)

2、已知由性能指標(biāo)決定 6.1 直接設(shè)計(jì)方法的基本原理二、離散設(shè)計(jì)法的步驟(1) 根據(jù)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)要求及其他條件的約束，確定出所需的閉環(huán)脈沖傳函(2) 確定數(shù)字控制器的脈沖傳函(3) 根據(jù)D(z)編制控制算法程序第六章 數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)法 6.1 直接設(shè)計(jì)方法的基本原理 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì) 6.3 一般系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì) 6.4 最小拍控制器的工程化改進(jìn) 6.5 Dahlin算法 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)一、最小拍無差 在最少的幾個采樣周期內(nèi)達(dá)到在采樣時刻輸入和輸出無誤差。對 的要求：快速性和準(zhǔn)確性 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)一、最小拍無差特殊類型

3、系統(tǒng)(1)廣義被控對象的脈沖傳函G(z)穩(wěn)定(2)G(z)中不含純延滯環(huán)節(jié)特殊類型最小拍無差系統(tǒng)的 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)一、最小拍無差誤差脈沖傳函設(shè)輸入為對應(yīng) 其中B(z)不含 因子階躍輸入速度輸入加速度輸入q=1q=2q=3為使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為0， 至少應(yīng)該包含因子其中F(z)為 的多項(xiàng)式為達(dá)到最小拍，E(z)項(xiàng)數(shù)應(yīng)該最少p=qF(z)=1 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)二、典型輸入函數(shù)下最小拍無差系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳函1. 階躍輸入 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)二、典型輸入函數(shù)下最小拍無差系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳函1. 階躍輸入 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)二、典型輸入

4、函數(shù)下最小拍無差系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳函2. 速度輸入 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)二、典型輸入函數(shù)下最小拍無差系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳函2. 速度輸入 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)二、典型輸入函數(shù)下最小拍無差系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳函3. 加速度輸入3種典型輸入的最小拍系統(tǒng)輸入函數(shù) 調(diào)節(jié)時間 D(z) T2T3T例6-1 設(shè)控制系統(tǒng)的被控對象傳遞函數(shù)采用ZOH和單位負(fù)反饋，T=0.1s，輸入為單位速度信號，按照最小拍設(shè)計(jì)D(z)解：廣義對象脈沖傳函為輸入為單位速度信號時驗(yàn)證： 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)三、最小拍無差系統(tǒng)對輸入典型函數(shù)的適應(yīng)性適應(yīng)性：對于不同的輸入R(z),要求使用不同的閉環(huán)脈沖傳函 ，最快速度到達(dá)無差，考察其他類型的輸入，該設(shè)計(jì)還是否是最小拍無差？例6-2 考察按速度函數(shù)輸入設(shè)計(jì)的最小拍系統(tǒng)的適應(yīng)性解：按照單位速度函數(shù)輸入設(shè)計(jì)，得到階躍輸入作用時超調(diào)嚴(yán)重，達(dá)到100%例6-2 考察按速度函數(shù)輸入設(shè)計(jì)的最小拍系統(tǒng)的適應(yīng)性解：按照單位速度函數(shù)輸入設(shè)計(jì)，得到加速度輸入作用時有誤差 6.2 特殊類型系統(tǒng)的最小拍無差設(shè)計(jì)三、最小拍無差系統(tǒng)對輸入典型函數(shù)的適應(yīng)性針對一種典型輸入函數(shù)R(z)，設(shè)計(jì)得到的系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳函 ,(1) 當(dāng)用于次數(shù)較低的輸入函數(shù)時，會出現(xiàn)較大的超調(diào)，響應(yīng)時間也會增大，穩(wěn)態(tài)誤差為0