【正文】 器設(shè)計 2. 因 所以 Φ (z)應(yīng)保留 G(z)所有不穩(wěn)定零點 ， 即 其中 ， F2(z1)為關(guān)于 z1的多項式且不包含 G(z)中的不穩(wěn)定零點 bi。 ? ? ? ( ) ( )() 1 ( ) ( )D z G zz D z G z1121( ) ( 1 ) ( )uiiz b z F z? ??????75 任意廣義對象的最少拍 控制器設(shè)計 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。 考慮到準確性、快速性，應(yīng)選擇 其中，對應(yīng)于階躍、等速、等加速輸入， p＝ q應(yīng)分別取為 1， 2， 3。 ()()(1 ( ) ) ( )zDzz G z??? ?1 1 1e11( ) ( 1 ) ( 1 ) ( )vpiiz z a z F z? ? ? ??? ? ??e()( ) ( )zz G z???12139。1()( ) ( )FzF z G z???76 任意廣義對象的最少拍 控制器設(shè)計 綜合考慮閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 、 快速性 、 準確性 ， Φ(z)必須選為 其中 ， m為廣義對象 G(z)的瞬變滯后 ， 該滯后只能予以保留； bi為 G(z)在 z平面的不穩(wěn)定零點； u為 G(z)不穩(wěn)定零點數(shù)； v為 G(z)不穩(wěn)定的極點數(shù) (z=1極點除外 )； q分別取 1， 2， 3； ci為 q+v個待定系數(shù) ， ci(i=0,1,2,… ,q+v－ 1)應(yīng)滿足下式： ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ?? 1 1 10 1 11( ) ( 1 ) ( )um q vi q viz z b z c c z c z????e ( ) 1 ( )zz具體地，有 前 q個方程實際上就是準確性條件，后 v個方程是由? aj(j=1,2,… ， v)是 G(z)的極點?得到的。 77 任意廣義對象的最少拍 控制器設(shè)計 (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，被控對象 已知 K=10s1， T=Tm=，則按前面所述最少拍設(shè)計方法， 針對單位速度輸入信號設(shè)計最少拍控制系統(tǒng)。 最少拍有紋波系統(tǒng)框圖 m() ( 1 )p KGs s T s? ? 〖 例 〗 解： m1e()( 1 )sT KGs s s T s??? ?m1e( ) [ ]( 1 )sT KGz s s T s??? ?Zm11mm/1 2 1 1( 1 ) [ ]( 1 ) 1 1 TTTTTzKzz z e z???? ? ?? ? ? ?? ? ?110 . 0 9 2 ( 1 0 . 7 1 8 )( 1 ) ( 1 0 . 3 6 8 )zz?????? 可以看出 ， G(z)的零點為 (單位圓內(nèi) )、 極點為1(單位圓上 )、 (單位圓內(nèi) )， 故 u=0,v=0(z＝ 1極點除外 ), m=1。 根據(jù)穩(wěn)定性要求 ， G(z)中 z=1的極點應(yīng)包含在 ?e(z)的零點中 ， 由于系統(tǒng)針對等速輸入進行設(shè)計 ， 故 p=2。 為滿足準確性條件另有 ?e(z)=(1z1)2F1(z), 顯然準確性條件中已滿足了穩(wěn)定性要求 ， 于是可設(shè) 1101( ) ( )z z c c z? ????0101(1 ) 1(1 ) 2 0cccc??? ? ?? ? ? ? 解出 閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為 0121cc???1 1 1 2( ) ( 2 ) 2z z z z z? ? ? ? ?? ? ? ?e()()( ) ( )zDzz G z???12e ( ) 1 ( ) ( 1 )z z z? ?? ? ? ? ?11112 1 .8 ( 1 0 .5 ) ( 1 0 .3 6 8 )( 1 ) ( 1 0 .7 1 8 )zzzz?????????11110 . 0 9 2 ( 1 0 . 7 1 8 )()( 1 ) ( 1 0 . 3 6 8 )zzGzzz????????課堂練習(xí) 82 設(shè)不穩(wěn)定對象 試對單位階躍輸入設(shè)計最少拍控制器 。 ? ? ? ?? ? ? ? ? ?1 1 11 1 12 1 1 4()1 1 1 2z z zGzz z z? ? ?? ? ????? ? ? 零點為 (單位圓內(nèi) )、 4(單位圓外 ) 極點為 1(單位圓上 )、 (單位圓內(nèi) ) 、 2(單位圓外 ) 故 u=1,v=1(z＝ 1極點除外 ), m=1。 根據(jù)穩(wěn)定性要求 ， G(z)中 z=1的極點應(yīng)包含在 ?e(z)的零點中 ， 由于系統(tǒng)針對單位階躍輸入進行設(shè)計 ， 故 p=1。 為滿足準確性條件另有 ?e(z)=(1z1) (1+2z1)F1(z), 顯然準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)的時間常數(shù)Tτ＝ 4s ， 試按大林算法設(shè)計無振鈴現(xiàn)象的數(shù)字控制器 。 21( ) e21scGs s???作業(yè) 1. 已知某連續(xù)控制器的傳遞函數(shù)為 ， 試寫出其等效的位置型和增量型 PID控制器 。 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，被控對象 試針對單位速度輸入信號，設(shè)計最少拍有紋波控制器 。 2111( 1 0 .2 )()( 1 ) ( 1 0 .5 )zzGzzz????????2111( 1 0 . 4 )()( 1 ) ( 1 2 )zzGzzz????????4. 在下圖所示的控制系統(tǒng)中，被控對象 試針對單位階躍輸入信號，設(shè)計最少拍有紋波控制器 。 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 ，對復(fù)雜對象進行控制的一種方法 89 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制定義 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是對人類大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和行為進行模擬而構(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