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1、3疑：第5章拉倒爪HT的离融化管计方法-第五章控制规律的离散化设计方法控制规律的离散化设计方法本节主要内容1 .闭环脉冲传递函数的结构设计2 .最少拍有纹波控制器的设计3.4.最少拍无纹波控制器的设计最少拍系统的改进措施5 .数字控制器D(z)算法实现毋第5*拄例离取化设计方法什么是录夕控制7果少拈控制是一种直接敦字设计方法。所谓果少拈控制，就是要求闭环余统对于某种特定的输入在聚少个采样周期内达到无静差的稳忐，使余统输出优尽快地跟踪期望值的变化。图12典型计算机控制系统结构框图命第5章 控刎加俸的离一化设计方法其中：广义对象脉冲传遍曲数6(幻=2收式$夕。($) GWI(S)= S余斑的闭环脉
2、冲传遍曲数屹)=(z.l + O(z)G(z)系统的读差脉冲传遍曲教小,、E(z) R(Z)-Y(Z) 1 、1e (Z) = = = 1 屹)=e K(z) R(z)l + 0(z/(z)则：数学改制器的脉冲传通国教(z) =(N)(z)1 一(z)G(z) G(z),(z)D(z)的结构取决于广义对象的脉冲传递函数的结构和系统闭环脉冲传递函数(或误差脉冲传递函数)的结构。第5等控制 加谭的离效化设计方法.闭环脉冲传递函数的结构设计确定景少拍氽然中(Z)姑构的8项准则/系统的稳定性本身稳定，且不合囿外零点。根据。仁)=M(z)N(z)0(z)可知，只要(z)、e(Z)中不包含外零点和极点，O
3、(z)也不出现圆外极点。则闭环稳定，OQ心稳定。母笫5*离M化管计方法GQ)=渭.瑞本身不稳定由二M(z) Mz) p,则一定能保证% = W1) C)个则(-yF(z)A(z)a-zr其中：F(z)=。0+。任一|+a2z2+。/一/系统的快速性要求余统的保差曲致度左索级时间内知近于零。E(z)=/z)K(z)=仔)唱)=F(z)A(z)(1z)即要求：A/=p且产(z)=a0=l则有：E(z)=A(z)在景短时间内E(z)=，/O(z)的物理可实现性省广义政控对象G(z)包金有纯延时2一时，即、NS-rG(z)=“、-zM(z)则：0(z) =O(z)1M(z)O(z)z+(z)M(z)R
4、C)G(z)N(z)c(z)RC)N(z)为避免O(z)中出现正基次因子z+则应在构造闭环时，必须让(Z)包含2一因子,用以抵满G(Z)中2一的因子。CM5*控刎双体的离效化设计方法闭环脉冲传遍后教的三种结构7)G(Z)名就定对蒙H系包含图外通上零克为保证无静差取M = p，为保证录快响应尸(z) = l.则用环脉冲传金曲数结构为(z)=1e(z)=bizx-b2z22e(Z)=(lL调整时间为+bpZPe(z)=d-/)，A在华柱阶跃作用下1(z)=l=l-z,)+O-z-,+。7?+包(z)=l-z-同理 A或单核速度作用下E(Z)= Tzl =02+痣-1 +02.2+0厂+色,(幻=(
5、1尸)2O(z) = 1-,(Z)= 2厂一厂Y(Z)=(z)R(z) =0 z + Tzl + 27r2 + 3Tz3 + A在华校加定度作用下np 2p 2rp2E(z)=(z-,+z-2) = 0.z + z-1+2-2+0.*3+07-4+D(z)=1-(Z)=Z”.1I,调整时间为Y(z)=(z)K(z)=z-1-r=0Z+zi+72+IT一拍。调整时间为 二拍。5*控蒯加性的离效化设计方法/就*5*控制尔/妁离效化设计方法2) G(z)为北盛定对我A包含(8外泰克 (Z)毋须包含G(z)中全部圆外零点; e(z)必须包含G(z)中全部圆外囿上极点; e(Z)至少应包含4个。一n)因
6、子； (Z)和0(z)又要保持两者同阶。则用环脉冲得遍曲数每构为屹)=()任一|+&z+万二，)(1+4)(1+%)-(1+%)招(2)Ie(Z)=。-Z)P(1+四)(1+q)(1+4)巴他)工=(1+CRT)(1+C2Z)(1+Cnz)F2(z)=(l+J1z-,)(l+J2z-|)-(l+rfm第5*控加双璋妁离效化设计方法子。3) G(z)包含中他潭后棘节2一公江 第5，控加现俘的离救化设计方法2最少拍有纹波控制器的设计可按以下七步进行：U求含零阶保持毒的广义极控对象G(z);2)根据G(z)的特性及输入法数确定(z)和包屹)；3J根据(z)=l-,2)确定E(z)、尸2(幻和各桥定余
7、敦b、cd,得到和,(z讷具体站构；4J确定拽制至0(z);5J桧跄拽制及的稳定性、可实现性并检蚤捏制量的收敛性；6J检除条妩输出响应y(z)=(D(z).K(z)序列是否以录快响应跟踪输入且无静差；5)将以幻化为差分方程，拟定挂制算法进行编程于以实现。恳第5.控制爪建岭离效化管计方法例1根搔对象的传染舀数为G0(S)=s2(s+1.252)经采样(T=)和零阶保持，试求其对于单住阶及输入的最少拍控制星。解：CU广义机控对象G(z)G(z)=2I_0.26殳*(1+2.78厂)(1+0.2厂)一s$2(6+1.252)=(1_-|)2(1一028.马r义极控对象零极点的分布：回外极点无，/=o
8、圆外零点Pi=-278,j=l延时因子/r=l输入函数的阶次=13第5*控制现俸的离效化设计方法(2)确定期里的闭环择构Dc(z)=(1-z-,)F2(z)(z)=z-g)(仇婷)(1+2.7&T再(Z)取居屹)、尸29为豪低阶，即居屹)=1、尸2屹)=(1+以7)M(Z)=(1-zXl+c/7)(z)=dz(l+278z“)C3J根据D(z)=l-De(N)，寐立方程得：b = 0.265q =0.735.0,0=(1-*|)(1+0.73&7),屹)=0.26*-|(1+2.7&)第5*控制现体的离效化设计方法(4)确定检制基结构、(N)(l-z-,)(l-0.28fe-1)(Z)=：rG
9、(z)e(z)(1+0.2Z-1)(1+0.735c-1)(5)检除检制序列的收敛性U(Z)=O(Z)E(Z)=(Z)G(z)=1-1.48ft-1+0.58攵一2-041&-3(6)枪除输出响应的跟踪性能y(z)=阳Z)=。26&：1吁78P)=0.26-+Z-2+尸+(5)求差分方程U(Z)=E(z)D(z)=(-邛02”：)项)d+0.2z-)(1+0.7353-)u(k)=e(A)-128&(A-1)+0.28&(我-2)-0.935u(k-1)-OJ47u(k-2)第5*挂*1爪侔的离效化设计方法图13最少拍有纹波控制(a)系统输出(b)控制器输出仅根据上述妁束条件设计的录少拍拴制余
10、统，只保证了在景少的几个采样周期后余线的响应在采样点时是稳忐误菱为零。这种设制余线输出信号有庆次存在，故称为景少拍有庆波控制余统。导第5*控制离融化管计方法3最少拍无纹波控制器的设计(1)设计聚少拍无位波控制卷附加的的求条件1)极拉对象G0(s)於须包含有足修的余分环节；2)(Z)必须包含G(z)中的圆内画外全部零点N(z)。(2)聚少拍无故波控制及确定(z)的方法在满足G(s)包含心要的余分因子条件下，闭环传曲(Z)必须包含G(z)的全部圆内和圆外零点。,(z)=z-d)S遥T+与-2+z-p)N(z)工(Z)09)=(1-广)/1+4)(1+4).(1+q)尸29)C 第5章控刎爪悻的离效化设计方法例2在例1中，试求其对于单住阶及输入的录少拍无吠波旌制卷。解由的4-1得/、0.2653-1(1+2.7&-，(1+0.22一|)G(z)=7-3(1-Z-,)2(1-O.286c-1)广义板拽对象中，囿内外零点有两个p.=-2.78P2=-0,2则fO.(z)=(1-Z-1)(1+0.56k-1)(1+0.2185-1)-一（a ）阶跃输入 （b）速度输入 （c）加速度输入/分第5章拄利加璋的南效化设计方法改进的办法:用换拣程序来改耳过次过程R(s)与&j T wz)|,图16换接程序最少拍系统录小均方误差东线设计楼题均方误差录小这一景优性能招标，
