計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)（經(jīng)典設(shè)計(jì)方法)主要內(nèi)容

Z平面根軌跡設(shè)計(jì)法

W’

域頻率設(shè)計(jì)法解析法離散化設(shè)計(jì)D(z)D(z)r(t)e(t)c(s)G(z)D(z)R(z)E(z)u(z)c(z)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。例：S域極點(diǎn)：S=-10s=-1Z域極點(diǎn)：T=1sz=0.00045z=0.36T=0.01sz=0.905z=0.995.1Z平面根軌跡設(shè)計(jì)5.1.1Z平面根軌跡的特殊性5.1.2設(shè)計(jì)方法及步驟

極點(diǎn)配置特點(diǎn)：湊試法借助計(jì)算機(jī)

穩(wěn)定邊界是單位圓周極點(diǎn)的密集度高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。設(shè)計(jì)步驟：根據(jù)給定的性能指標(biāo)，在z平面上畫(huà)出期望極點(diǎn)的允許范圍時(shí)域指標(biāo)s平面極點(diǎn)分布z平面極點(diǎn)分布b.求包含零階保持器的廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)c.畫(huà)原系統(tǒng)的根軌跡計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。d.設(shè)計(jì)D(z)零點(diǎn)在極點(diǎn)的右邊超前零點(diǎn)在極點(diǎn)的左邊滯后若不想改變穩(wěn)態(tài)性能，則零極點(diǎn)抵消法確定D(z)的零極點(diǎn)。用D(z)的零點(diǎn)抵消原系統(tǒng)中不期望的極點(diǎn)，由D(z)的極點(diǎn)增加一個(gè)極點(diǎn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。注意：不要抵消G(z)中單位園附近（內(nèi)、外）的零極點(diǎn)例：原系統(tǒng)如圖(a)沒(méi)有精確抵消計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。e.仿真校驗(yàn)設(shè)計(jì)D(z)畫(huà)根軌跡校驗(yàn)修正例1：T=0.1s

求D(z)解：D(z)r(t)e(t)c(s)第一步：求第二步：畫(huà)原系統(tǒng)的根軌跡第三步：設(shè)計(jì)D(z)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。例2:性能指標(biāo)要求：解：第一步：由性能指標(biāo)得期望的極點(diǎn)區(qū)域：

第四步：設(shè)計(jì)第二步：求第三步：畫(huà)原系統(tǒng)的根軌跡第六步：仿真第五步:根據(jù)Kv,確定K>0.349計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。5.2W’變換及頻率域設(shè)計(jì)方法：5.2.1w變換和w’變換5.2.2w’變換的映射關(guān)系2.頻率關(guān)系計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。1.求2.將G(z)變換到w’平面上3.將性能指標(biāo)變換到W’平面4.畫(huà)Bode圖5.設(shè)計(jì)D(W’)6.W’反變換求D(Z)7.仿真5.2.3設(shè)計(jì)方法計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。5.2.4w’變換與Tustin變換計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。5.3解析設(shè)計(jì)法5.3.1解析設(shè)計(jì)法的概念D(z)r(t)e(t)c(s)5.3.2解析設(shè)計(jì)法步驟（1）求（2）根據(jù)性能指標(biāo)要求以及D(z)物理可實(shí)現(xiàn)性確定(z)（3）利用公式求（4）編程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。e(z)的相數(shù)盡可能少準(zhǔn)確性（穩(wěn)態(tài)誤差為零）快速性（有限拍）穩(wěn)定性(z)應(yīng)包含G(z)的純延遲以及單位圓上、外的全部零點(diǎn)e(z)應(yīng)包含G(z)單位圓上、外的全部極點(diǎn)5.3.3最少拍系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及D(z)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。特殊情況－G(z)沒(méi)有純延遲（r=1除外）,沒(méi)有單位圓上（z=1除外）外的零極點(diǎn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。Gp(s)D(z)ZOH

例求最少拍控制D(z),并畫(huà)出輸出曲線解：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。解：c(s)D(z)r(t)e(t)有限拍可能存在波紋有限拍系統(tǒng)對(duì)輸入形式的適應(yīng)性差計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。

5.3.4

無(wú)波紋最少拍系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能指標(biāo)最少拍采樣間隔偏差為零1.波紋產(chǎn)生的原因控制器輸出u(k)不穩(wěn)定2.消除波紋的方法使控制器輸出u(k)穩(wěn)定計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共18頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。Gp(s)D(z)ZOH

例設(shè)計(jì)最少拍無(wú)波紋控制D(z)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)-經(jīng)典設(shè)計(jì)方法全文共1