電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課件二四

直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制第3章電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)容提要微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件數(shù)字測(cè)速與濾波數(shù)字PI調(diào)節(jié)器用離散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字控制器3.0問(wèn)題的提出前兩章中論述了直流調(diào)速系統(tǒng)的基本規(guī)律和設(shè)計(jì)方法，所有的調(diào)節(jié)器均用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，屬模擬控制系統(tǒng)。模擬系統(tǒng)具有物理概念清晰、控制信號(hào)流向直觀等優(yōu)點(diǎn)，便于學(xué)習(xí)入門(mén)，但其控制規(guī)律體現(xiàn)在硬件電路和所用的器件上，因而線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件的性能、溫度等因素的影響。以微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)）硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響；其控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律，而且更改起來(lái)靈活方便。

3.1微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的主要特點(diǎn)總之，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，還擁有信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信和故障診斷等模擬控制系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，因此，與模擬控制系統(tǒng)相比，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是離散化和數(shù)字化：離散化：為了把模擬的連續(xù)信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，必須首先在具有一定周期的采樣時(shí)刻對(duì)它們進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，形成一連串的脈沖信號(hào)，即離散的模擬信號(hào)，這就是離散化。Otf(t)原信號(hào)Onf(nT)1234…采樣數(shù)字化：采樣后得到的離散信號(hào)本質(zhì)上還是模擬信號(hào)，還須經(jīng)過(guò)數(shù)字量化，即用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來(lái)逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這就是數(shù)字化。數(shù)字化OnN(nT)離散化和數(shù)字化的負(fù)面效應(yīng)離散化和數(shù)字化的結(jié)果導(dǎo)致了時(shí)間上和量值上的不連續(xù)性，從而引起下述的負(fù)面效應(yīng)：

（1）A/D轉(zhuǎn)換的量化誤差：模擬信號(hào)可以有無(wú)窮多的數(shù)值，而數(shù)碼總是有限的，用數(shù)碼來(lái)逼近模擬信號(hào)是近似的，會(huì)產(chǎn)生量化誤差，影響控制精度和平滑性。（2）D/A轉(zhuǎn)換的滯后效應(yīng)：經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算和處理后輸出的數(shù)字信號(hào)必須由數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A和保持器將它轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬量，再經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象。但是，保持器會(huì)提高控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)分母的階次，使系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量減小，甚至?xí)茐南到y(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，微處理器的運(yùn)算速度不斷提高，其位數(shù)也不斷增加，上述兩個(gè)問(wèn)題的影響已經(jīng)越來(lái)越小。但微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及其負(fù)面效應(yīng)需要在系統(tǒng)分析中引起重視，并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中予以解決。

返回目錄3.2微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

的硬件和軟件

3.2.0系統(tǒng)組成方式

數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成方式大致可分為三種：1.數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng)2.數(shù)字電路控制系統(tǒng)3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1.數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng)U*nUnU*iUcUi-數(shù)字電路~--數(shù)模混合控制系統(tǒng)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速采用模擬調(diào)節(jié)器，也可采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；脈沖觸發(fā)裝置則采用模擬電路。2.數(shù)字電路控制系統(tǒng)數(shù)字電路主電路--~U*nUnU*iUiUc數(shù)字電路控制系統(tǒng)特點(diǎn)：除主電路和功放電路外，轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器，以及脈沖觸發(fā)裝置等全部由數(shù)字電路組成。3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主電路微機(jī)控制電路-~U*nUnUiU*iUc

在數(shù)字裝置中，由計(jì)算機(jī)軟硬件實(shí)現(xiàn)其功能，即為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的特點(diǎn)：雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用微機(jī)控制；全數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測(cè)；采用數(shù)字PI算法，由軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)。3.2.1微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的

硬件結(jié)構(gòu)

微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3-4所示，系統(tǒng)由以下部分組成主電路檢測(cè)電路控制電路給定電路顯示電路圖3-4微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

主回路——微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路中的UPE有兩種方式：直流PWM功率變換器晶閘管可控整流器檢測(cè)三回路——檢測(cè)三回路三包括三電壓三、電三流、三溫度三和轉(zhuǎn)三速檢三測(cè)，三其中三：電壓三、電三流和三溫度三檢測(cè)三由A/三D轉(zhuǎn)換三通道三變?yōu)槿龜?shù)字三量送三入微三機(jī)；轉(zhuǎn)速三檢測(cè)三用數(shù)三字測(cè)三速。1.轉(zhuǎn)速三檢測(cè)轉(zhuǎn)速三檢測(cè)三有模三擬和三數(shù)字三兩種三檢測(cè)三方法三：（1）模擬測(cè)三速一三般采三用測(cè)三速發(fā)三電機(jī)三，其三輸出三電壓三不僅三表示三了轉(zhuǎn)三速的三大小三，還三包含三了轉(zhuǎn)三速的三方向三，在三調(diào)速三系統(tǒng)三中（三尤其三在可三逆系三統(tǒng)中三），三轉(zhuǎn)速三的方三向也三是不三可缺三少的三。因三此必三須經(jīng)三過(guò)適三當(dāng)?shù)娜儞Q三，將三雙極三性的三電壓三信號(hào)三轉(zhuǎn)換三為單三極性三電壓三信號(hào)三，經(jīng)A/三D轉(zhuǎn)換三后得三到的三數(shù)字三量送三入微三機(jī)。但偏三移碼三不能三直接三參與三運(yùn)算三，必三須用三軟件三將偏三移碼三變換三為原三碼或三補(bǔ)碼三，然三后進(jìn)三行閉三環(huán)控三制。（2）對(duì)于三要求三精度三高、三調(diào)速三范圍三大的三系統(tǒng)三，往三往需三要采三用旋三轉(zhuǎn)編三碼器三測(cè)速三，即三數(shù)字三測(cè)速三。測(cè)速三基本三方式2.電流三和電三壓檢三測(cè)電流三和電三壓檢三測(cè)除三了用三來(lái)構(gòu)三成相三應(yīng)的三反饋三控制三外，三還是三各種三保護(hù)三和故三障診三斷信三息的三來(lái)源三。電三流、三電壓三信號(hào)三也存三在幅三值和三極性三的問(wèn)三題，三需經(jīng)三過(guò)一三定的三處理三后，三經(jīng)A/三D轉(zhuǎn)換三送入三微機(jī)三，其三處理三方法三與轉(zhuǎn)三速相三同。電流三檢測(cè)三方法（1）電三流互三感器~（2）霍三爾效三應(yīng)電三流變?nèi)龘Q器UH=KHBIcKH為霍三爾常三數(shù)；B為與三被測(cè)三電流成正三比的三磁通三密度三；Ic為控三制電三流。R1R0A1R0R1UHIdIcUi信號(hào)三隔離三與轉(zhuǎn)三換R1RoR2R3R4UBR5R6UiaUi故障三綜合——利用三微機(jī)三擁有三強(qiáng)大三的邏三輯判三斷功三能，三對(duì)電三壓、三電流三、溫三度等三信號(hào)三進(jìn)行三分析三比較三，若三發(fā)生三故障三立即三進(jìn)行三故障三診斷三，以三便及三時(shí)處三理，三避免三故障三進(jìn)一三步擴(kuò)三大。三這也三是采三用微三機(jī)控三制的三優(yōu)勢(shì)三所在三。數(shù)字三控制三器——數(shù)字三控制三器是三系統(tǒng)三的核三心，三可選三用單三片微三機(jī)或三數(shù)字三信號(hào)三處理三器（DS三P）比三如：In三te三l三8X三19三6M三C系列三或TM三S3三20三X2三40系列三等專三為電三機(jī)控三制設(shè)三計(jì)的三微處三理器三，本三身都三帶有A/三D轉(zhuǎn)換三器、三通用I/三O和通三信接三口，三還帶三有一三般微三機(jī)并三不具三備的三故障三保護(hù)三、數(shù)三字測(cè)三速和PW三M生成三功能三，可三大大三簡(jiǎn)化三數(shù)字三控制三系統(tǒng)三的硬三件電三路。系統(tǒng)三給定——系統(tǒng)三給定三有兩三種方三式：（1）模擬給三定：模擬三給定三是以三模擬三量表三示的三給定三值，三例如三給定三電位三器的三輸出三電壓三。模三擬給三定須三經(jīng)A/三D轉(zhuǎn)換三為數(shù)三字量三，再三參與三運(yùn)算三；（2）數(shù)字三給定三：數(shù)三字給三定是三用數(shù)三字量三表示三的給三定值三，可三以是三撥盤(pán)三設(shè)定三、鍵三盤(pán)設(shè)三定或三采用三通信三方式三由上三位機(jī)三直接三發(fā)送見(jiàn)下三圖。a)模擬三給定b)數(shù)字三給定鍵盤(pán)三與顯三示電三路輸出三變量——微機(jī)三數(shù)字三控制三器的三控制三對(duì)象三是功三率變?nèi)龘Q器三，可三以用三開(kāi)關(guān)三量直三接控三制功三率器三件的三通斷三，也三可以三用經(jīng)D/三A轉(zhuǎn)換三得到三的模三擬量三去控三制功三率變?nèi)龘Q器三。隨著三電機(jī)三控制三專用三單片三微機(jī)三的產(chǎn)三生，三前者三逐漸三成為三主流三，例三如In三te三l公司8X三19三6M三C系列三和TI公司TM三S3三20三X2三40系列三單片三微機(jī)三可直三接生三成PW三M驅(qū)動(dòng)三信號(hào)三，經(jīng)三過(guò)放三大環(huán)三節(jié)控三制功三率器三件，三從而三控制三功率三變換三器的三輸出三電壓三。3.三2.三2微機(jī)三數(shù)字三控制三雙閉三環(huán)直三流調(diào)三速系三統(tǒng)的三軟件三框圖微機(jī)三數(shù)字三控制三系統(tǒng)三的控三制規(guī)三律是三靠軟三件來(lái)三實(shí)現(xiàn)三的，三所有三的硬三件也三必須三由軟三件實(shí)三施管三理。三微機(jī)三數(shù)字三控制三雙閉三環(huán)直三流調(diào)三速系三統(tǒng)的三軟件三有：主程三序初始三化子三程序中斷三服務(wù)三子程三序等。1.主程三序——完成三實(shí)時(shí)三性要三求不三高的三功能三，完三成系三統(tǒng)初三始化三后，三實(shí)現(xiàn)三鍵盤(pán)三處理三、刷三新顯三示、三與上三位計(jì)三算機(jī)三和其三他外三設(shè)通三信等三功能三。主三程序三框圖三見(jiàn)圖3-三5。2.初始三化子三程序——完成三硬件三器件三工作三方式三的設(shè)三定、三系統(tǒng)三運(yùn)行三參數(shù)三和變?nèi)康娜跏既热３跞蓟映倘蚩蛉龍D見(jiàn)三圖3-三6。圖3-三5主程三序框三圖圖3-三6初始三化子三程序三框圖3．中三斷服三務(wù)子三程序中斷三服務(wù)三子程三序完三成實(shí)三時(shí)性三強(qiáng)的三功能三，如三故障三保護(hù)三、PW三M生成三、狀三態(tài)檢三測(cè)和三數(shù)字PI調(diào)節(jié)三等,中斷三服務(wù)三子程三序由三相應(yīng)三的中三斷源三提出三申請(qǐng)三，CP三U實(shí)時(shí)三響應(yīng)。轉(zhuǎn)速三調(diào)節(jié)三中斷三服務(wù)三子程三序電流三調(diào)節(jié)三中斷三服務(wù)三子程三序故障三保護(hù)三中斷三服務(wù)三子程三序圖3-三7轉(zhuǎn)速三調(diào)節(jié)三中斷服務(wù)三子程三序框三圖圖3-三8電流三調(diào)節(jié)三中斷服務(wù)三子程三序框三圖圖3-三9故障三保護(hù)三中斷服務(wù)三子程三序框三圖當(dāng)故三障保三護(hù)引三腳的三電平三發(fā)生三跳變?nèi)龝r(shí)申三請(qǐng)故三障保三護(hù)中三斷，三而轉(zhuǎn)三速調(diào)三節(jié)和三電流三調(diào)節(jié)三均采三用定三時(shí)中三斷。三種三中斷三服務(wù)三中，故障三保護(hù)三中斷三優(yōu)先三級(jí)別三最高三，電三流調(diào)三節(jié)中三斷次三之，三轉(zhuǎn)速三調(diào)節(jié)三中斷三級(jí)別三最低三。返回目錄3.三3數(shù)字三測(cè)速三與濾三波數(shù)字三測(cè)速三指標(biāo)數(shù)字三測(cè)速三方法M/三T法測(cè)三速電三路3.三3.三1數(shù)字三測(cè)速三指標(biāo)（1）分三辯率：設(shè)被三測(cè)轉(zhuǎn)三速由n1變?yōu)閚2時(shí)，三引起三測(cè)量三計(jì)數(shù)三值改三變了三一個(gè)三字，三則測(cè)三速裝三置的三分辯三率定三義為Q=n1-n2（轉(zhuǎn)/分）Q越小三，測(cè)三速裝三置的三分辯三能力三越強(qiáng)三；Q越小三，系三統(tǒng)控三制精三度越三高。（2）測(cè)三速精三度測(cè)速三精度三是指三測(cè)速三裝置三對(duì)實(shí)三際轉(zhuǎn)三速測(cè)三量的三精確三程度三，常三用測(cè)三量值三與實(shí)三際值三的相三對(duì)誤三差來(lái)三表示三，即測(cè)量三誤差越小三，測(cè)速三精度三越高三，系三統(tǒng)控三制精三度越三高。的大三小取三決于三測(cè)速三元件三的制三造精三度和三測(cè)速三方法三。（3-三7）（3）檢三測(cè)時(shí)三間Tc：檢測(cè)三時(shí)間三是指三兩次三轉(zhuǎn)速三采樣三之間三的時(shí)三間間三隔。三檢測(cè)三時(shí)間三對(duì)系三統(tǒng)的三控制三性能三有很三大影三響。檢測(cè)三時(shí)間三越短三，系三統(tǒng)響三應(yīng)越三快，三對(duì)改三善系三統(tǒng)性三能越三有利三。3.三3.三2數(shù)字三測(cè)速三方法1.旋轉(zhuǎn)三編碼三器在數(shù)三字測(cè)三速中三，常三用光電三式旋三轉(zhuǎn)編三碼器作為轉(zhuǎn)速三或轉(zhuǎn)三角的檢測(cè)元件。旋轉(zhuǎn)三編碼三器測(cè)三速原三理如三下圖三所示光電三轉(zhuǎn)換增量三式旋三轉(zhuǎn)編三碼器——帶Z1軌道三的園三刻度旋轉(zhuǎn)三編碼三器的三檢測(cè)三原理旋轉(zhuǎn)三編碼三器檢三測(cè)信三號(hào)的三處理2.測(cè)速三原理由光三電式旋轉(zhuǎn)三編碼三器產(chǎn)生三與被三測(cè)轉(zhuǎn)三速成三正比三的脈三沖，三測(cè)速三裝置三將輸三入脈三沖轉(zhuǎn)三換為三以數(shù)三字形三式表三示的三轉(zhuǎn)速三值。脈沖三數(shù)字三（P/三D）轉(zhuǎn)三換方三法：（1）M法—脈沖三直接三計(jì)數(shù)三方法三；（2）T法—脈沖三時(shí)間三計(jì)數(shù)三方法三；（3）M/三T法—脈沖三時(shí)間三混合三計(jì)數(shù)三方法三。3.三M法測(cè)三速工作三原理三：由計(jì)三數(shù)器三記錄PL三G發(fā)出三的脈三沖信三號(hào)；定時(shí)三器每三隔時(shí)三間Tc向CP三U發(fā)出三中斷三請(qǐng)求IN三Tt；CP三U響應(yīng)三中斷三后，三讀出三計(jì)數(shù)三值M1，并將三計(jì)數(shù)三器清三零重三新計(jì)三數(shù)；根據(jù)三計(jì)數(shù)三值M計(jì)算三出對(duì)三應(yīng)的三轉(zhuǎn)速三值n。測(cè)速三原理三與波三形圖計(jì)算三公式式中Z為PL三G每轉(zhuǎn)三輸出三的脈三沖個(gè)三數(shù)；M法測(cè)三速的三分辨三率（3-三1）M法測(cè)速三誤差三率在上三式中三，Z和Tc均為三常值三，因三此轉(zhuǎn)三速n正比三于脈三沖個(gè)三數(shù)。三高速三時(shí)Z大，三量化三誤差三較小三，隨三著轉(zhuǎn)三速的三降低三誤差三增大三，轉(zhuǎn)三速過(guò)三低時(shí)三將小三于1，測(cè)三速裝三置便三不能三正常三工作三。所以三，M法測(cè)三速只三適用三于高三速段。4.三T法測(cè)三速工作三原理三：計(jì)數(shù)三器記三錄來(lái)三自CP三U的高三頻脈三沖f0；PL三G每輸三出一三個(gè)脈三沖，三中斷三電路三向CP三U發(fā)出三一次三中斷三請(qǐng)求三；CP三U響應(yīng)IN三Tn中斷三，從三計(jì)數(shù)三器中三讀出三計(jì)數(shù)三值M2，并立三即清三零，三重新三計(jì)數(shù)三。電路三與波三形計(jì)算三公式T法測(cè)三速的三分辨三率（3-三2）Ｔ法三測(cè)速三誤差三率低速三時(shí)，三編碼三器相三鄰脈三沖間三隔時(shí)三間長(zhǎng)三，測(cè)三得的三高頻三時(shí)鐘三脈沖三個(gè)數(shù)M2多，三所以三誤差三率小三，測(cè)三速精三度高三，故T法測(cè)三速適三用于三低速三段。M法測(cè)三速在三高速三段分三辨率三強(qiáng)；T法測(cè)三速在三低速三段分三辨率三強(qiáng)；因此三，可三以將三兩種三測(cè)速三方法三相結(jié)三合，三取長(zhǎng)三補(bǔ)短三。既檢三測(cè)Tc時(shí)間三內(nèi)旋三轉(zhuǎn)編三碼器三輸出三的脈三沖個(gè)三數(shù)M1，又三檢測(cè)三同一三時(shí)間三間隔三的高三頻時(shí)三鐘脈三沖個(gè)三數(shù)M2，用三來(lái)計(jì)三算轉(zhuǎn)三速，三稱作M/三T法測(cè)三速。兩種三測(cè)速三方法三的比三較5.三M/三T法測(cè)三速電路三結(jié)構(gòu)三：工作三原理三：T0定時(shí)三器控三制采三樣時(shí)三間；M1計(jì)數(shù)三器記三錄PL三G脈沖三；M2計(jì)數(shù)三器記三錄時(shí)三鐘脈三沖。波形三圖：M/三T法數(shù)三字測(cè)三速軟三件計(jì)算三公式分辨三率檢測(cè)三精度三：低速三時(shí)M/三T法趨三向于T法，三在高三速段M/三T法相三當(dāng)于T法的M1次平三均，三而在三這M1次中三最多三產(chǎn)生三一個(gè)三高頻三時(shí)鐘三脈沖三的誤三差。因此三，M/三T法測(cè)三速可三在較三寬的三轉(zhuǎn)速三范圍三內(nèi)，三具有三較高三的測(cè)三速精三度。（3-三3）小三結(jié)由于M/三T法的三計(jì)數(shù)三值M1和M2都隨三著轉(zhuǎn)三速的三變化三而變?nèi)咚偃龝r(shí)，三相當(dāng)三于M法測(cè)三速，三最低三速時(shí)三，M1=1，自三動(dòng)進(jìn)三入T法測(cè)三速。因此M/三T法測(cè)三速能三適用三的轉(zhuǎn)三速范三圍明三顯大三于前三兩種三。是三目前三廣泛三應(yīng)用三的一三種測(cè)三速方三法。返回目錄3.三4數(shù)字PI調(diào)節(jié)三器模擬PI調(diào)節(jié)三器的三數(shù)字三化改進(jìn)三的數(shù)三字PI算法智能三型PI調(diào)節(jié)三器3.三4.三1模擬PI調(diào)節(jié)三器的三數(shù)字三化PI調(diào)節(jié)三器是三電力三拖動(dòng)三自動(dòng)三控制三系統(tǒng)三中最三常用三的一三種控三制器三，在三微機(jī)三數(shù)字三控制三系統(tǒng)三中，三當(dāng)采三樣頻三率足三夠高三時(shí)，三可以三先按三模擬三系統(tǒng)三的設(shè)三計(jì)方三法設(shè)三計(jì)調(diào)三節(jié)器三，然三后再三離散三化，三就可三以得三到數(shù)三字控三制器三的算三法，三這就三是模三擬調(diào)三節(jié)器三的數(shù)三字化三。PI調(diào)節(jié)三器的三傳遞三函數(shù)PI調(diào)節(jié)三器時(shí)域三表達(dá)三式其中Kp=Kpi為比三例系三數(shù)KI=1三/為積三分系三數(shù)（3-三13）（3-三14）PI調(diào)節(jié)三器的三差分三方程將上三式離三散化三成差三分方三程，三其第k拍輸三出為式中Tsa三m為采樣三周期（3-三15）數(shù)字PI調(diào)節(jié)三器算三法有位三置式三和增三量式三兩種三算法三：位置三式算三法——即為三式(3三-1三5)表述三的差三分方三程，三算法三特點(diǎn)三是：比例三部分三只與三當(dāng)前三的偏三差有三關(guān)，三而積三分部三分則三是系三統(tǒng)過(guò)三去所三有偏三差的三累積三。位置三式PI調(diào)節(jié)三器的三結(jié)構(gòu)三清晰三，P和I兩部三分作三用分三明，三參數(shù)三調(diào)整三簡(jiǎn)單三明了三，但三需要三存儲(chǔ)三的數(shù)三據(jù)較三多。增量三式PI調(diào)節(jié)三器算三法PI調(diào)節(jié)三器的三輸出三可由三下式三求得（3-三17）（3-三18）限幅三值設(shè)三置與模三擬調(diào)三節(jié)器三相似三，在三數(shù)字三控制三算法三中，三需要三對(duì)u限幅三，這三里，三只須三在程三序內(nèi)三設(shè)置三限幅三值um，當(dāng)u(k)>um時(shí)，三便以三限幅三值um作為三輸出三。不考三慮限三幅時(shí)三，位三置式三和增三量式三兩種三算法三完全三等同三，考三慮限三幅則三兩者三略有三差異三。增三量式PI調(diào)節(jié)三器算三法只三需輸出三限幅，而三位置三式算三法必三須同三時(shí)設(shè)積分三限幅和輸出三限幅，缺三一不三可。算法三流程3.三4.三2改進(jìn)三的數(shù)三字PI算法PI調(diào)節(jié)三器的三參數(shù)三直接三影響三著系三統(tǒng)的三性能三指標(biāo)三。在三高性三能的三調(diào)速三系統(tǒng)三中，三有時(shí)三僅僅三靠調(diào)三整PI參數(shù)三難以三同時(shí)三滿足三各項(xiàng)三靜、三動(dòng)態(tài)三性能三指標(biāo)三。采三用模三擬PI調(diào)節(jié)三器時(shí)三，由三于受三到物三理?xiàng)l三件的三限制三，只三好在三不同三指標(biāo)三中求三其折三衷。而微三機(jī)數(shù)三字控三制系三統(tǒng)具三有很三強(qiáng)的三邏輯三判斷三和數(shù)三值運(yùn)三算能三力，三充分三應(yīng)用三這些三能力三，可三以衍三生出三多種三改進(jìn)三的PI算法三，提三高系三統(tǒng)的三控制三性能三。積分三分離三算法分段PI算法積分三量化三誤差三的消三除1.積分三分離三算法基本三思想三：在微三機(jī)數(shù)三字控三制系三統(tǒng)中三，把P和I分開(kāi)三。當(dāng)三偏差三大時(shí)三，只三讓比三例部三分起三作用三，以三快速三減少三偏差三；當(dāng)三偏差三降低三到一三定程三度后三，再三將積三分作三用投三入，三既可三最終三消除三穩(wěn)態(tài)三偏差三，又三能避三免較三大的三退飽三和超三調(diào)。2.積分三分離三算法積分三分離三算法三表達(dá)三式為（3-三19）其中

δ為一常值。

積分三分離三法能三有效三抑制三振蕩三，或三減小三超調(diào)三，常三用于三轉(zhuǎn)速三調(diào)節(jié)三器。3.三4.三3智能三型PI調(diào)節(jié)三器由上三述對(duì)三數(shù)字PI算法三的改三進(jìn)可三以使三我們?nèi)玫饺龁l(fā)三，利三用計(jì)三算機(jī)三豐富三的邏三輯判三斷和三數(shù)值三運(yùn)算三功能三，數(shù)字三控制三器不三僅能三夠?qū)嵢F(xiàn)模三擬控三制器三的數(shù)三字化三，而三且可三以突三破模三擬控三制器三只能三完成三線性三控制三規(guī)律三的局三限，三完成三各類非線三性控三制、自適三應(yīng)控三制乃至智能三控制等等三，大三大拓三寬了三控制三規(guī)律三的實(shí)三現(xiàn)范三疇。主要三的智三能控三制方三法：專家三系統(tǒng)模糊三控制神經(jīng)三網(wǎng)絡(luò)三控制智能三控制三特點(diǎn)：控制三算法三不依三賴或三不完三全依三賴于三對(duì)象三模型三，因三而系三統(tǒng)具三有較三強(qiáng)的魯棒三性和對(duì)環(huán)三境的三適應(yīng)三性。返回目錄3.三5按離三散控三制系三統(tǒng)設(shè)三計(jì)數(shù)三字控三制器系統(tǒng)三數(shù)學(xué)三模型數(shù)字三調(diào)節(jié)三器設(shè)三計(jì)控制三軟件三設(shè)計(jì)3.三5.三1系統(tǒng)三數(shù)學(xué)三模型U*nUnUiUi*TsamIdIdLUd0系統(tǒng)三模型三中：轉(zhuǎn)速三、電三流調(diào)三節(jié)器三均采三用數(shù)三字式PI調(diào)節(jié)三器；采樣三環(huán)節(jié)三可表三示為三帶放三大的三零階三保持三器式中Tsa三m為系三統(tǒng)采三樣時(shí)三間。（3-三25）系統(tǒng)三簡(jiǎn)化如果三采用三工程三設(shè)計(jì)三法，三將電三流內(nèi)三環(huán)矯三正為三典型I系統(tǒng)三，則三可將三系統(tǒng)三簡(jiǎn)化三如下三圖所三示：Kn*TsamTsamIdIdL電流三內(nèi)環(huán)三的等三效傳三遞函三數(shù)其中三電流三反饋三系數(shù)換成三電流三存儲(chǔ)三系數(shù)K轉(zhuǎn)速三反饋三通道三傳遞三函數(shù)其中K為轉(zhuǎn)速三存儲(chǔ)三系數(shù)（3-三23）（3-三24）3.三5.三2數(shù)字三控制三系統(tǒng)三分析三和設(shè)三計(jì)方三法（1）連三續(xù)系三統(tǒng)設(shè)三計(jì)方三法在微三機(jī)數(shù)三字控三制調(diào)三速系三統(tǒng)的三設(shè)計(jì)三中，三當(dāng)采三樣頻三率足三夠高三時(shí)，三可以三把它三近似三地看三成是三模擬三系統(tǒng)三，先三按模三擬系三統(tǒng)理三論來(lái)三設(shè)計(jì)三調(diào)節(jié)三器的三參數(shù)三，然三后再三離散三化，三得到三數(shù)字三控制三算法三，這三就是按模三擬系三統(tǒng)的三設(shè)計(jì)三方法三，或三稱間三接設(shè)三計(jì)法。Sh三an三no三n采樣三定理根據(jù)Sh三an三no三n采樣三定理三，采樣三頻率fsa三m應(yīng)不三小于三信號(hào)三最高三頻率fma三x的2倍，即fsa三m≥2fma三x這時(shí)三，經(jīng)三采樣三及保三持后三，原三信號(hào)三的頻三譜可三以不三發(fā)生三明顯三的畸三變，三系統(tǒng)三可保三持原三有的三性能三。但實(shí)三際系三統(tǒng)中三信號(hào)三的最三高頻三率很三難確三定，三尤其三對(duì)非三周期三性信三號(hào)（三系統(tǒng)三的過(guò)三渡過(guò)三程）三來(lái)說(shuō)三，其三頻譜三為0至∞的連三續(xù)函三數(shù)，三最高三頻率三理論三上為三無(wú)窮三大。三因此三，難三以直三接用三采樣三定理三來(lái)確三定系三統(tǒng)的三采樣三頻率三。系統(tǒng)三采樣三頻率三的確三定在一三般情三況下三，可三以令三采樣三周期Tmi三n為控三制對(duì)三象的三最小三時(shí)間三常數(shù)三；或用三采樣三角頻三率sa三mc為控三制系三統(tǒng)的三截止三頻率三。采樣三定理用法在直三流調(diào)三速系三統(tǒng)中三，電三樞電三流的三時(shí)間三常數(shù)三較小三，電三流內(nèi)三環(huán)必三須有三足夠三高的三采樣三頻率三，而三電流三調(diào)節(jié)三算法三一般三比較三簡(jiǎn)單三，采三用較三高的三采樣三頻率三是可三能的三。因三此電三流調(diào)三節(jié)器三一般三都可三以采三用間三接方三法設(shè)三計(jì)，三即先三按連三續(xù)控三制系三統(tǒng)設(shè)三計(jì)，三然后三再將三得到三的調(diào)三節(jié)器三數(shù)字三化。至于三轉(zhuǎn)速三環(huán)，三由于三系統(tǒng)三的動(dòng)三態(tài)性三能往三往對(duì)三轉(zhuǎn)速三環(huán)截三止頻三率的三大小三有一三定要三求，三不能三太低三。但三轉(zhuǎn)速三控制三有時(shí)三比較三復(fù)雜三，占三用的三機(jī)時(shí)三較長(zhǎng)三，因三而轉(zhuǎn)三速環(huán)三的采三樣頻三率又三不能三很高三。如三果所三選擇三的采三樣頻三率不三夠高三，按三連續(xù)三系統(tǒng)三設(shè)計(jì)三誤差三較大三時(shí)，三就應(yīng)三按照三離散三控制三系統(tǒng)三來(lái)設(shè)三計(jì)轉(zhuǎn)三速調(diào)三節(jié)器三。（2）數(shù)三字系三統(tǒng)設(shè)三計(jì)方三法：先將三系統(tǒng)三對(duì)象三離散三化，三按數(shù)三字系三統(tǒng)直三接設(shè)三計(jì)數(shù)三字調(diào)三節(jié)器三。數(shù)三字系三統(tǒng)分三析方三法有三：Z變換三方法W變換三方法擴(kuò)展W變換三方法Z變換三方法連續(xù)三系統(tǒng)Z變換ReIm1-1離散三系統(tǒng)Z平面ReImS平面W變換三方法ReIm1-1W變換Z平面ReImW平面離散三系統(tǒng)離散三系統(tǒng)注意三：W平面三與S平面三之間三的頻三率響三應(yīng)發(fā)三生了三畸變。擴(kuò)展W變換三方法ReImW’平面ReImW平面W’變換離散三系統(tǒng)離散三系統(tǒng)W’平面三與S平面三之間三的頻三率響三應(yīng)在三高采三樣頻三率和三低角三頻率三時(shí)相三似。3.三5.三3控制三對(duì)象三傳遞三函數(shù)三的離三散化控制三對(duì)象三連續(xù)三傳遞三函數(shù)(3三-2三7)其中將兩三個(gè)小三慣性三環(huán)節(jié)三合并三，T∑n=Ton+三2T∑i則其中(3三-2三8)z變換三過(guò)程應(yīng)用z變換三線性三定理三得再應(yīng)三用z變換三平移三定理三，得(3三-2三9)控制三對(duì)象三離散三傳遞三函數(shù)上式三展開(kāi)三成部三分分三式，三對(duì)每三個(gè)分三式查三表求z變換三，再三化簡(jiǎn)三后得(3三-3三0)其中控制三對(duì)象三性能三分析控制三對(duì)象三的脈三沖傳三遞函三數(shù)具三有兩三個(gè)極三點(diǎn)，p1=1；還有三一個(gè)三零點(diǎn)z1，位三于負(fù)三實(shí)軸三上。3.三5.三4數(shù)字三調(diào)節(jié)三器設(shè)三計(jì)模擬三系統(tǒng)三的轉(zhuǎn)三速調(diào)三節(jié)器三一般三為PI調(diào)節(jié)三器，三比例三部分三起快三速調(diào)三節(jié)作三用，三積分三部分三消除三穩(wěn)態(tài)三偏差三。數(shù)三字調(diào)三節(jié)器三也應(yīng)三具備三同樣三的功三能，三因此三仍選三用PI型數(shù)三字調(diào)三節(jié)器三。這里三，設(shè)三計(jì)方三法采三用數(shù)字三頻域三法。數(shù)字三頻域三法設(shè)三計(jì)步三驟（1）通三過(guò)Z變換三，將三連續(xù)三的被三控對(duì)三象模三型轉(zhuǎn)三換成三離散三系統(tǒng)三模型三；（2）通三過(guò)W變換三和W’變換三，將三離散三系統(tǒng)三的z域模三型轉(zhuǎn)三換成三頻域三模型三；（3）采三用頻三域設(shè)三計(jì)方三法，三進(jìn)行三系統(tǒng)三設(shè)計(jì)三。這三時(shí)，三可利三用s域的三