【正文】 ????????????????13 四、其它相關(guān)問題 ? 分辨率和精度：根據(jù)采樣精度的要求確定 A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)、速度，以及確定位置傳感器分別率。 ② 典型系統(tǒng)采樣周期的選擇 ? 典型 Ⅰ 型系統(tǒng)變成數(shù)字控制系統(tǒng)時，采樣周期的選擇 典型 Ⅰ 型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)： 開環(huán)放大倍數(shù)近似等于截止頻率， 代入 得： 當(dāng)選擇 時， ， 通常選擇 )1()( ?? ssKsWgop ?cK ?? ma x/ ???sT KTs /? gK ?? 2 ?? 、gs KT ??? 2?? 10~52 gsT ???經(jīng)驗公式 csT ?? 15?10 ? 典型 Ⅱ 型系統(tǒng)變成數(shù)字控制系統(tǒng)時，采樣周期的選擇 已知典型 Ⅱ 型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 當(dāng)按閉環(huán)幅頻特性 Mr最小準(zhǔn)則設(shè)計系統(tǒng)時，截止頻率為： 采樣周期應(yīng)選擇為： 通常選擇 )1()1()(2 ???ssKsWgwop ???gc hh?? 21??1212????? hhhT wgcs??????)5(12~62 ?? hT gs ??11 零階保持器 計算機(jī)控制的電力傳動系統(tǒng)中，控制器的輸出為離散信號，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換器或 PWM調(diào)制電路轉(zhuǎn)換為模擬信號，再經(jīng)過功率放大，來控制電動機(jī)。 （把數(shù)字化的過程獨(dú)立了出來，沒有省掉數(shù)字化的過程）。 ? 晶閘管觸發(fā)方式： 計算機(jī)運(yùn)算后輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為晶閘管的控制角度，實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的電壓或電流的控制。然而， 計算機(jī)無法像運(yùn)算放大器那樣連續(xù)運(yùn)算，即在時間上是不連續(xù)的。 計算機(jī)控制系統(tǒng)通過數(shù)字計算實(shí)現(xiàn)控制，所以又稱為數(shù)字控制系統(tǒng) 。 3 數(shù)字系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)圖： 模擬接口電路的任務(wù) 模擬電路的任務(wù) 00101101 10101100 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過 程 或 控 制 對 象 傳感器 放大 濾波 多路轉(zhuǎn)換 采樣保持 A/D 轉(zhuǎn)換 放大 驅(qū)動 D/A 轉(zhuǎn)換 輸出 接口 微 型 計 算 機(jī) 執(zhí)行 機(jī)構(gòu) 輸入 接口 物理量 變換 信號 處理 信號 變換 I/O 接口 輸入通道 輸出通道 4 數(shù)字電力傳動系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 可以看出，數(shù)字式電力傳動系統(tǒng)由微處理器、 D/A轉(zhuǎn)換、功率驅(qū)動、A/D轉(zhuǎn)換、電動機(jī)組成；控制律由計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。該方法主要用于微型、小型電動機(jī)的控制。常用的方法有以下幾種： 反饋信號的采樣方式 ? A/D轉(zhuǎn)換器信號采集： A/D轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，輸入計算機(jī)。 ssss TTf?? 2,1 ??9 ? 為了抑制擾動，控制回路的采樣頻率必須高于擾動信號的最高頻率，一般取擾動信號頻率的 5～ 10倍；或取單位階躍上升時間的 1/10： tr/10。 e ( t )t零 階 保 持 器 輸 入 信 號 與 輸 出 信 號 的 關(guān) 系12 零階保持器的特點(diǎn)： ? 具有相位滯后作用，后推 Ts/2 時間。 以下是相關(guān)問題的詳細(xì)討論。)()()(??spIkjIpkjspTKKujeKkeKuutujeTkeKku???????????????????到此，調(diào)節(jié)器離散化，還有問題。 ? ? ?????? )1()()1()( kekeKkuku p(1 keKK I ? ?)2()1(2)( ????? kekekeK D?— 閾值，通過實(shí)驗或仿真確定 ??? )(01 keK ??? )(11 keK21 ? 遇限消弱積分法 遇限消弱積分法 是指在控制量進(jìn)入飽和區(qū)后，只執(zhí)行消弱積分項的累加，而不進(jìn)行增大積分項的累加，算法的執(zhí)行方向由控制器上一步的輸出決定。 r?)(ky給定值突變時PID改進(jìn)算法： ? ?)2()1(2)()()]1()([)1()(???????????kekekeKkeKkekeKkukuDIp? ?)2()1(2)()()]1()([)1()(???????????kykykyKkeKkekeKkukuDIp給定值無突變時 PID算法： 25 二、數(shù)字濾波算法 在電力傳動系統(tǒng)中，需要濾波的干擾信號包括： ? 隨機(jī)干擾： 由工作環(huán)境下的干擾源在引線上的作用引起的。 ? 平均值濾波法 ： 把包括當(dāng)前采樣值在內(nèi)的前 m個數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，用平均值作為本次采樣值。 當(dāng) m=3時，取 3個采樣值的中間值作為濾波輸出值，稱為 中值濾波 。 y?29 ? 慣性濾波法： 慣性濾波法是根據(jù) RC電路的濾波原理， 用軟件來實(shí)現(xiàn)的濾波算法。 Z 變換是拉氏變換方法的一種變形。 ? z變換有許多性質(zhì)，如線性定理、平移定理、終值定理、卷積定理等?，F(xiàn)代控制理論是 20世紀(jì)50年代末、 60年代初發(fā)展起來的，主要有以下 3個方面的成就： ? 卡爾曼提出的線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間方法、以及能控性和能觀測性、卡爾曼濾波，奠定了現(xiàn)代線性控制系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)； ? 龐特里亞金等人提出的最大值原理，研究了最優(yōu)控制； ? 貝爾曼等人提出的動態(tài)規(guī)劃，應(yīng)用于各類最優(yōu)控制。 )( sAT kTxe s skTt ?044 使用零階保持器，在每個采樣周期 kTs到（ k+1） Ts時間內(nèi)，輸入變量 不變，所以可以化簡為： ? ? ???????ssssTkkTTkAsATs dBuekTxeTkx)1(])1([ )()()1( ???)()( skTutu ? ? ???ssTAtAT BdteFeE0,? ? ? ????ssTsAtsATs kTBudtekTxeTkx0)()()1(令 得離散狀態(tài)方程： )1()1()()()1(??????kCxkykFukExkx寫成 Z轉(zhuǎn)換式： )()()()()()(11zFUEzICzYzFUEzIzX??????45 把 E和 F用泰勒級數(shù)展開，并近似 Ts采樣周期取得足夠小時： 得離散域狀態(tài)方程，為 完成離散化之后，用計算機(jī)實(shí)現(xiàn)這樣的矩陣運(yùn)算是很方便的。139。1 ??????????????kqKkxKkukeTkqkqkykykesr50 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH