計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)(文件)
【正文】 其次還要滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) ， 這樣才能在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用 。設(shè)系統(tǒng)的特征方程 W(z)=z2+a1z+a0=0 式中 ， a1， a0均為實(shí)數(shù) 。 0)()()( 2 ?????? KzKzzW13 6 6 )0( ??? KW0)()(1)1( ?????? KKW0)()(1)1( ??????? KKW2( 68 24)() 68 68KzM G zzz????52 三 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 設(shè)單位反饋誤差采樣系統(tǒng)如圖所示。 被控對(duì)象的純滯后時(shí)間 τ使系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低 ， 動(dòng)態(tài)性能變壞 ， 如容易引起超調(diào)和持續(xù)的振蕩 。因此 式中， Tτ為理想閉環(huán)系統(tǒng)的一階慣性時(shí)間常數(shù)。 ( ) e( 1 )sGsss???解：期望閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為 由式 得 2 .5e()0 .5 1sss????1 e e( ) [ ]0 . 5 1T s szZ ss?? ? ??? ?610 . 6 3 2 1()1 0 . 3 6 7 9zzz???? ?16111e1ez z???????課堂練習(xí) 被控裝置廣義脈沖傳遞函數(shù) 根據(jù)式 得 e e( ) [ ]( 1 )T s sGz s s s???? ?Z( ) 1()1 ( ) ( )zDzz G z??? ?? ?111 6 10 . 5 9 3 5 ( 1 ) ( 1 0 . 6 0 6 5 )()1 0 . 3 6 7 9 0 . 6 3 2 1 ( 1 0 . 8 4 6 9 )zzDzz z z??? ? ????? ? ?61111 . 0 6 5 ( 1 0 . 8 4 6 9 )( 1 ) ( 1 0 . 6 0 6 5 )zz??????課堂練習(xí) 71 最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 最少拍設(shè)計(jì) ， 是指系統(tǒng)在典型輸入信號(hào) (如階躍信號(hào) ， 速度信號(hào) ， 加速度信號(hào)等 )作用下 ，經(jīng)過(guò)最少拍 (有限拍 )， 使系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為零 。111(1 )()(1 )uiiviibzGzaz?????????73 任意廣義對(duì)象的最少拍 控制器設(shè)計(jì) 為避免發(fā)生 D(z)與 G(z)的不穩(wěn)定零極點(diǎn)對(duì)消 ,Φ(z)應(yīng)滿足如下穩(wěn)定性條件： 1. 因 所以 Φe(z)的零點(diǎn)應(yīng)包含 G(z)在 z平面單位圓上或單位圓外的所有極點(diǎn)，即 其中， F1(z－ 1)是關(guān)于 z－ 1的多項(xiàng)式且不包含 G(z)中的不穩(wěn)定極點(diǎn) ai。 ()()(1 ( ) ) ( )zDzz G z??? ?1 1 1e11( ) ( 1 ) ( 1 ) ( )vpiiz z a z F z? ? ? ??? ? ??e()( ) ( )zz G z???12139。 根據(jù)穩(wěn)定性要求 ， G(z)中 z=1的極點(diǎn)應(yīng)包含在 ?e(z)的零點(diǎn)中 ， 由于系統(tǒng)針對(duì)等速輸入進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 故 p=2。 為滿足準(zhǔn)確性條件另有 ?e(z)=(1z1) (1+2z1)F1(z), 顯然準(zhǔn)確性條件中已滿足了穩(wěn)定性要求 ， 于是可設(shè) 1 1 101( ) ( 1 4 ) ( )z z z c c z? ? ? ?? ? ?0101( 1 ) 3 ( ) 131( 2 ) ( ) 122cccc??? ? ? ?? ? ? ? ?課堂練習(xí) ? ? ? ?? ? ? ? ? ?1 1 11 1 12 1 1 4()1 1 1 2z z zGzz z z? ? ?? ? ????? ? ? 解出 閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為 0152, 99cc? ? ?1 1 15( ) ( 1 4 ) ( 1 0 .4 )9z z z z?? ? ?? ? ? ?e()()( ) ( )zDzz G z???1 1 1e ( ) 1 ( ) ( 1 ) ( 1 2 ) ( 1 4 9 )z z z z z? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?11115 ( 1 ) 1 18( 1 4 9 ) 1 zzzz????? ? ????課堂練習(xí) ? ? ? ?? ? ? ? ? ?1 1 11 1 12 1 1 4() 1 1 1 2z z zGz z z z? ? ?? ? ???? ? ? ?85 2. 設(shè)被控對(duì)象的傳遞函數(shù) ,采樣周期為T=， 期望的閉環(huán)傳遞函數(shù)的一階慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)Tτ＝ 4s ， 試按大林算法設(shè)計(jì)無(wú)振鈴現(xiàn)象的數(shù)字控制器 。 87 第六章 智能控制技術(shù) ? 模糊控制 ? 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 ? 88 模糊控制定義 模糊控制是在模糊集合理論和模糊邏輯的基礎(chǔ)上 ， 結(jié)合傳統(tǒng)控制理論 ， 模擬人的思維方式 ，對(duì)復(fù)雜對(duì)象進(jìn)行控制的一種方法 89 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制定義 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行模擬而構(gòu)成的模型，它具有大腦的一些功能，比如并行信息處理、學(xué)習(xí)、聯(lián)想、分類和記憶等 。 1 0. 15()0. 05sGss??86 + e[n] r[n] y[n] + ()Dz ()Gz3. 在下圖所示的控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象 試針對(duì)單位速度輸入信號(hào)，設(shè)計(jì)最少拍有紋波控制器 。 ? ? ? ?? ? ? ? ? ?1 1 11 1 12 1 1 4()1 1 1 2z z zGzz z z? ? ?? ? ????? ? ? 零點(diǎn)為 (單位圓內(nèi) )、 4(單位圓外 ) 極點(diǎn)為 1(單位圓上 )、 (單位圓內(nèi) ) 、 2(單位圓外 ) 故 u=1,v=1(z＝ 1極點(diǎn)除外 ), m=1。 77 任意廣義對(duì)象的最少拍 控制器設(shè)計(jì) (1) 1? ?1d ( )(1 ) 0d zzz?????1( 1 )11d ( )( 1 ) 0dqqqzzz?? ??????( ) 1 , ( 1 , 2 , 3 , , )ja j v? ?? 〖 例 〗 在下圖所示的系統(tǒng)中，被控對(duì)象 已知 K=10s1， T=Tm=，則按前面所述最少拍設(shè)計(jì)方法， 針對(duì)單位速度輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍控制系統(tǒng)。 ? ? ? ( ) ( )() 1 ( ) ( )D z G zz D z G z1121( ) ( 1 ) ( )uiiz b z F z? ??????75 任意廣義對(duì)象的最少拍 控制器設(shè)計(jì) 滿足了上述穩(wěn)定性條件后 即 D(z)不再包含 G(z)的 z平面單位圓上或單位圓外零極點(diǎn)。 當(dāng)對(duì)象不包含延遲環(huán)節(jié)時(shí) ， m=1；當(dāng)對(duì)象包含延遲環(huán)節(jié)時(shí) ， m1。 ( ) 1()1 ( ) ( )zDzz G z??? ?/( 1 )//1 ( 1 )( 1 e ) 1[ 1 e ( 1 e ) ] ( )TTNT T T T Nzz z G z????????? ? ???? ? ?64 （ 1） 一階對(duì)象的廣義脈沖傳遞函數(shù)為 則數(shù)字控制器為 11 e e( ) [ ]1T s sKGz s T s????? ?Z 11/( 1 )/ 11e1eTTNTTKz z???? ????步驟三 : 代入被控對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù) /( 1 )//1 ( 1 )( 1 e ) 1()[ 1 e ( 1 e ) ] ( )TTNT T T T NzDzz z G z????????? ? ???? ? ?11/ / 1/// 1 ( 1 )( 1 e ) ( 1 e )( 1 e ) [ 1 e ( 1 e ) ]TT TTT T T TTT NzK z z???? ? ???? ? ? ????? ? ? ?65 大林算法的主要步驟 ? 選取期望的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù) ? 根據(jù)被控裝置的傳遞函數(shù)計(jì)算廣義脈
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