1、計算機控制系統哈爾濱工業大學（威海）控制科學與工程系Computer Control System第六章 數字控制器的直接設計法 6.1 直接設計方法的基本原理 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計 6.3 一般系統的最小拍無差設計 6.4 最小拍控制器的工程化改進 6.5 Dahlin算法第六章 數字控制器的直接設計法 6.1 直接設計方法的基本原理 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計 6.3 一般系統的最小拍無差設計 6.4 最小拍控制器的工程化改進 6.5 Dahlin算法 6.1 直接設計方法的基本原理一、典型計算機控制系統 6.1 直接設計方法的基本原理二、離散設計法的步驟G(z)

2、已知由性能指標決定 6.1 直接設計方法的基本原理二、離散設計法的步驟(1) 根據控制系統性能指標要求及其他條件的約束，確定出所需的閉環脈沖傳函(2) 確定數字控制器的脈沖傳函(3) 根據D(z)編制控制算法程序第六章 數字控制器的直接設計法 6.1 直接設計方法的基本原理 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計 6.3 一般系統的最小拍無差設計 6.4 最小拍控制器的工程化改進 6.5 Dahlin算法 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計一、最小拍無差 在最少的幾個采樣周期內達到在采樣時刻輸入和輸出無誤差。對 的要求：快速性和準確性 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計一、最小拍無差特殊類型

3、系統(1)廣義被控對象的脈沖傳函G(z)穩定(2)G(z)中不含純延滯環節特殊類型最小拍無差系統的 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計一、最小拍無差誤差脈沖傳函設輸入為對應 其中B(z)不含 因子階躍輸入速度輸入加速度輸入q=1q=2q=3為使系統穩態誤差為0， 至少應該包含因子其中F(z)為 的多項式為達到最小拍，E(z)項數應該最少p=qF(z)=1 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計二、典型輸入函數下最小拍無差系統閉環脈沖傳函1. 階躍輸入 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計二、典型輸入函數下最小拍無差系統閉環脈沖傳函1. 階躍輸入 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計二、典型輸入

4、函數下最小拍無差系統閉環脈沖傳函2. 速度輸入 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計二、典型輸入函數下最小拍無差系統閉環脈沖傳函2. 速度輸入 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計二、典型輸入函數下最小拍無差系統閉環脈沖傳函3. 加速度輸入3種典型輸入的最小拍系統輸入函數 調節時間 D(z) T2T3T例6-1 設控制系統的被控對象傳遞函數采用ZOH和單位負反饋，T=0.1s，輸入為單位速度信號，按照最小拍設計D(z)解：廣義對象脈沖傳函為輸入為單位速度信號時驗證： 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計三、最小拍無差系統對輸入典型函數的適應性適應性：對于不同的輸入R(z),要求使用不同的閉環脈沖傳函 ，最快速度到達無差，考察其他類型的輸入，該設計還是否是最小拍無差？例6-2 考察按速度函數輸入設計的最小拍系統的適應性解：按照單位速度函數輸入設計，得到階躍輸入作用時超調嚴重，達到100%例6-2 考察按速度函數輸入設計的最小拍系統的適應性解：按照單位速度函數輸入設計，得到加速度輸入作用時有誤差 6.2 特殊類型系統的最小拍無差設計三、最小拍無差系統對輸入典型函數的適應性針對一種典型輸入函數R(z)，設計得到的系統閉環脈沖傳函 ,(1) 當用于次數較低的輸入函數時，會出現較大的超調，響應時間也會增大，穩態誤差為0