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1、第五章 数字控制技术 Chap 5 The Design of Digital Controller,数字控制系统设计是基于被控对象数学模型，用控制理论的方法，设计出数字控制器，使控制系统满足一定的性能指标。,设计方法:离散化设计方法、连续化设计方法,5.1 连续对象的离散化方法,5.1.1 冲激响应不变法 (z变换法 ),在计算机控制系统的分析和设计中，常常需要将整个系统变为完全的离散系统，以简化控制系统的分析和设计。,令离散环节G(z) 的单位冲激响应h(kT) 与连续环节G(s) 的单位脉冲响应h(t) 的采样点的值相等。,步骤：,1 利用拉普拉斯反变换，计算单位脉冲响应h(t) =L-
2、1 G(s) 2 将h(t) 按采样周期T离散化求得离散序列h(kT) ,简写为h(k) 3 应用z变换求等效的离散传递函数,利用以上步骤求G(z) 的过程通常简记为 :,z 变换表,5.1.2 零阶保持器法,在计算机控制系统中，常常需要将连续的控制对象连同保持器一起离散化，使其变成纯粹的离散系统来简化系统的分析和设计。 带有零阶保持器的连续对象是实用中最经常碰到的问题。,保持器：将离散模拟信号变换成连续模拟信号，用来实现采样点之间的插值。,零阶保持器,，0 t T,5.1.3 双线性变换法,根据从G(s) 到G(z) 的双线性变换,5.1.4 零极点匹配法,5.2 数字控制器的连续设计方法,
3、按假想的连续系统结构，用连续系统的设计方法确定出控制器D(s)，然后将控制器D(s) 变换成D(z)，再由计算机实现D(z) 的功能。 当采用连续系统设计的离散等效法时，不允许选择较大的采样周期。,设计步骤,第一步，设计假想的连续校正传递函数D(s) 。 第二步，合理地选择采样周期T，检验系统中插入保持器后对系统特性的影响。 第三步，将D(s) 离散为D(z) 。其变换方法与前边介绍的G(s) 离散为G(z) 的变换方法相同。 第四步，将D(z) 变为差分方程形式。 第五步，仿真，校核闭环系统的性能。,设计举例：,零阶保持器法,典型I型系统中：过渡调整时间为46T；KT=0.5时，综合指标最好，此时超调4.3%; 根据经验KT1时，超调才会20%,对象：Ts=46T=4060, KT=1*10=10,控制器：对消其不理想的极点，新的T=1；K=1 Ts=46T=46, KT=1*1=1,注：这里的T是采样周期，和上面的T不同,仿真:,THAT IS ALL FOR CHAPTER 5,
