第4章-计算机控制系统离散化设计.ppt

"计算机控制系统离散化设计" 计算机控制系统离散化设计是计算机控制系统设计中的一种重要方法。该方法首先将系统中被控对象加上保持器一起构成的广义对象离散化，得到相应的以Z传递函数、差分方程或离散系统状态方程表示的离散系统模型。然后利用离散控制系统理论，直接设计数字控制器。这种方法可以避免由模拟控制系统向数字控制器转化的过程，也绕过了采样周期对系统动态性能产生严重影响的问题。 在计算机控制系统离散化设计中，需要考虑到系统的性能指标要求，例如稳态误差、调整时间等。为了满足这些要求，需要设计最少拍控制系统，即系统在典型输入信号作用下，经过最少拍使系统输出的稳态误差为零。 在最少拍系统设计中，需要考虑以下几点：(1)对于特定的参考输入信号，到达稳态后，系统在采样时刻精确实现对输入的跟踪。(2)系统以最快速度达到稳态。(3)D(z)应是物理可实现的。(4)闭环系统应是稳定的。 为了选择适当的数字控制器D(z)，可以先将性能指标要求表达成希望闭环Z传递函数W(z)或者闭环误差Z传递函数We(z)，然后再根据G(z)反求出D(z)。这样，求得的D(z)只要满足物理可实现的条件，那么D(z)就是所要求的数字控制器。 在确定W(z)或We(z)时，需要讨论在单位阶跃、单位速度、单位加速度三种典型输入信号作用下无稳态误差最少拍系统的W(z)或We(z)应具有的形式。根据终值定理可以得出We(z)的形式，然后可以根据性能指标要求确定F(z)的形式。 在计算机控制系统离散化设计中，还需要考虑到系统的分析和设计。例如，需要分析系统的稳定性、可追踪性、调整时间等性能指标。同时，还需要设计数字控制器D(z)，使得系统满足性能指标要求。 计算机控制系统离散化设计是一种重要的计算机控制系统设计方法，它可以使系统满足性能指标要求，避免由模拟控制系统向数字控制器转化的过程，也绕过了采样周期对系统动态性能产生严重影响的问题。但是，这种方法也需要考虑到系统的稳定性、可追踪性、调整时间等性能指标，并需要设计数字控制器D(z)，使得系统满足性能指标要求。