自控 第7章-5 离散系统数字校正课件.ppt

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1、7.5离散系统数字校正7.5.1数字控制器的脉冲传递函数7.5.2最少拍系统设计17.5离散系统数字校正7.5.1数字控制器的脉冲传递函数D(z)为数字控制器，若闭环脉冲传递函数为2误差脉冲传递函数为由此，求得或离散系统的数字校正问题：根据对离散系统性能指标的要求，确定闭环系统脉冲传递函数或误差脉冲传递函数，然后确定数字控制器D(z)37.5.2最少拍系统设计一个采样周期为一拍最少拍系统：在典型输入作用下，能以有限拍结束响应过程，且在采样时刻上无稳态误差的系统典型输入：4典型输入可以统一表示为最少拍系统设计原则：设被控对象稳定，选择闭环脉冲传递函数，使系统在典型输入作用下经过

2、最少的采样周期使输出序列在各采样点的稳态误差为零，从而确定数字控制器的脉冲传递函数典型输入系统要求5误差的脉冲传递函数为要使稳态误差为零，则要求可令6（1）单位阶跃输入单位阶跃输入时再根据7那么控制器脉冲传函为误差脉冲传函为所以，误差离散信号为8经过一拍后跟踪上单位阶跃输入，调节时间9（2）单位斜坡输入单位斜坡输入时又根据10所以，控制器脉冲传函为误差脉冲传函为11经过两拍后跟踪上斜坡输入，调节时间12（3）单位加速度输入单位加速度输入时根据13控制器脉冲传函为误差脉冲传函为由14经过三拍后跟踪上单位加速度输入，调节时间ts=3T15最少拍系统的调节时间只与所选择的闭环脉冲传

3、递函数Φ(z)的形式有关，而与典型输入信号无关【例7.5.1】采样控制系统如图采样周期T=1s，分别针对单位阶跃输入和单位斜坡输入设计最少拍数字控制器D(z)16解：系统连续部分开环传递函数为求其Z变换将传递函数分解，有可采用留数定理进行计算17查Z变换表有所以18系统框图简化为下图其中19(1)要实现单位阶跃输入下的最少拍控制，则20Smod7_5-1DisSimsub7_5_1step经过1个周期后，输出在采样点处误差为零在两个采样时刻之间有纹波最少拍控制器实际控制效果21调节时间Smod7_5-1DisSimsub7_5_1stepDis假设模型也是离散化的，在采样周期

4、内保持输出不变.最少拍控制器理论控制效果22(2)要实现单位斜坡输入下的最少拍控制，则23Smod7_5_2Simsub7_5_1ramp经过2个周期后，输出在采样点处误差为零在两个采样时刻之间有纹波最少拍控制器实际控制效果24Smod7_5_2DisSimsub7_5_1rampDis调节时间假设模型也是离散化的，在采样周期内保持输出不变.最少拍控制器理论控制效果25纹波产生的原因设计最少拍控制器采用离散的对象G(z)，只在采样点与实际值相同，并假设在采样点之间的值保持不变。实际上，连续模型的值还会根据自身模型方程变化实际系统离散化系统26为克服最少拍控制器的纹波，可以对设

5、计方法进行改进，设计无纹波最少拍控制器。作业教材：7-2127