數(shù)字控制系統(tǒng)的離散化設(shè)計(jì)——z域法(已修改)
2025-01-19 15:46 本頁面
【正文】 第 6章 數(shù)字控制系統(tǒng)的離散化設(shè)計(jì) —— Z域法 Z域設(shè)計(jì)是數(shù)控系統(tǒng)離散化設(shè)計(jì)的一類方法。 已知：對(duì)象特性 G(s)、對(duì)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)數(shù)字控制器 D(z)。 引言 )()()()(1)()()(1)()()(zHzGzDzHzHzGzDzGzDzHZededd?????傳遞函數(shù)為：數(shù)控系統(tǒng)閉環(huán)數(shù)字 控制器 D(z) 保持器 Gh0(s) 連續(xù) 對(duì)象 G(s) r(t) y(t) Gd(z) 圖 611 離散化設(shè)計(jì) 。到控制指標(biāo)的特性，使系統(tǒng)達(dá)的目的，是改造設(shè)計(jì)—要求，需進(jìn)行再設(shè)計(jì)。系統(tǒng)檢驗(yàn)，若沒有達(dá)到)()()()4zHzGzD d1. 設(shè)計(jì)步驟 采樣周期 T 在設(shè)計(jì)中仍是要認(rèn)真考慮的一個(gè)因素。 ；傳遞函數(shù)的求帶零階保持器的對(duì)象前提下，設(shè)計(jì)步驟為：在已知對(duì)象特性)()1)(zGZsGd；傳函或誤差傳函構(gòu)造閉環(huán)按照對(duì)系統(tǒng)特性的要求)()()2zHZzHZe；即求數(shù)字控制器及或由)()()()()()(1)](1)[()()(),()()()()3zHzGzHzHzGzHzHzGzHzDzDzGzHzHedededde?????2. 對(duì) H(z)、 He(z)的約束 來新的系統(tǒng)滯后。不會(huì)帶物理可實(shí)現(xiàn)，另一方面分母同階。這樣一方面分子這要求分子分母階次差相同，應(yīng)與）（)()()()(3zDzDzGzH d為其零點(diǎn)。位圓上與圓外的極點(diǎn)作在單應(yīng)把的極點(diǎn)中。的極點(diǎn)，不應(yīng)包含在有在單位圓上和圓外應(yīng)是穩(wěn)定的，因此，若)()()()()()1(zGzHzHzGzHded的零點(diǎn)。的極點(diǎn)補(bǔ)償，而應(yīng)作為的零點(diǎn)，不能用具有單位圓上和圓外應(yīng)是穩(wěn)定的，因此，若）（)()()()(2zHzDzGzD d)()()()(1)( zHzGzDzHzH ede ??? 有限拍 (deadbeat)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 又稱時(shí)間最佳系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：系統(tǒng)在 典型信號(hào)作用 下，經(jīng)過有限拍（即有限個(gè)采樣周期 T），使其輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為零。 只有有限項(xiàng)。，即之后，控制下在有限拍在有限拍設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：要求)(0)()()()2()1()0()()()()()(11)()()(21zEkeNkzDzEzezeezRzHzEzGzDzRzEzHede????????????? He(z)的一般模型 meemzzAzHzRzHzEzzAzR)1()()()()()()1()()(11???????則誤差式為：典型輸入信號(hào)一般表達(dá)3111221112)1(21)1(1121)(1?????? ???? zzzTzTzzttt）（加速度速度階躍典型輸入信號(hào)為：的有限多項(xiàng)式。因式的是不含，式中，的一般模型為：冪級(jí)數(shù)的有限項(xiàng)，為可見，為使1111)1()()()1()()()(????????zzzFmpzFzzHzHzzEPee 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中。此這些零點(diǎn)必保留在的極點(diǎn)補(bǔ)償，因也不能用單位圓上和圓外的零點(diǎn)穩(wěn)定。為使單位圓上和圓外的零點(diǎn)點(diǎn)，不能補(bǔ)償?shù)臉O的一般模型只包含在有限拍控制設(shè)計(jì)中，)()()()()(0)()()()()(1)(zHzDzGzDzGzzHzHzGzDzHzHddeede????中較大者。與等于項(xiàng)，則含有設(shè)點(diǎn)作為其零點(diǎn)。因此，在單位圓上與圓外的極應(yīng)把穩(wěn)定，為使mnpzzGzGzHzHndde)1()()()()(1??的有限多項(xiàng)式。的極點(diǎn)，為也只包含，又 10)()(1)( ????? zzzHzHzH e?例 621 它典型輸入的誤差。設(shè)計(jì)的三個(gè)系統(tǒng)，對(duì)其分析。在三種典型輸入下設(shè)計(jì)，已知)1()2()()1(1)1(10)(zDsTsssG ???))(1()()(1441111??????????zzzzzGd可得解：由例?????????????????????????閉環(huán)特性無不穩(wěn)定極點(diǎn)，不在單位圓內(nèi)的零點(diǎn)包含分子分母同階與構(gòu)造針對(duì)階躍輸入)(1)(1)()(11)()()()(11)()1(111zHzHzFzGnmpzzHzGzGzzHzzRededd)()()()()(11???????zzzHzGzHzDed。入在一拍之后，誤差為即此系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸系統(tǒng)檢驗(yàn)：0111)1()()()(11 ????? ??zzzRzHzE esTzTzzR 1)1()(2 21 ??? ? ，）速度輸入（??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????閉環(huán)特性無不穩(wěn)定極點(diǎn)，）（不在單位圓內(nèi)的零點(diǎn)包含冪次相同的分子分母同階，與與）構(gòu)造)(1)(1)()(21)()()()(1()(21111zHzHzFzGmpzzHzGzzHzGbzzKzHedededH))(1())(()((2)(111111??????????????????zzzzzDzzzHbK H），可求得。誤差為計(jì)的系統(tǒng)，在兩拍之后說明按單位速度輸入設(shè)系統(tǒng)檢驗(yàn)：0)1()1()( 12121 ??? ???? zzzzzE????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????閉環(huán)特性無不穩(wěn)定極點(diǎn)，）
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