1连续化设计的基本思想 把整个控制系统看成是模拟系统,利用模拟系统 的理论和方法进行分析和设计得到模拟控制器后, 再通过某种近似将模拟控制器离散化为数字控制 器并由计算机来实现 D(s) r() e(k) (k) D(z T G(S) 11 安徽王程科枝院
11 1.连续化设计的基本思想 r(t) y(t) T D(z) e(t) e(k) T u(k) H0(s) u(t) G(s) 把整个控制系统看成是模拟系统,利用模拟系统 的理论和方法进行分析和设计,得到模拟控制器后, 再通过某种近似,将模拟控制器离散化为数字控制 器,并由计算机来实现. D(s)
2设计步骤 (1)设计假想的连续控制器D(s) (2)选择采样周期T (3)将D(s)离散化为D(z) (4)设计由计算机实现的控制算法 (5)校验 12安傲工程利枝院
12 2.设计步骤 (1)设计假想的连续控制器D(s) (2)选择采样周期T (3)将D(s)离散化为D(z) (4)设计由计算机实现的控制算法 (5)校验
第一步:设计假想的连续控制器D(s) 解决方案:自控原理中的连续系统的频域设计法、根 轨迹法等 e(k) (k) T D(z) y(t) T S) G(s) G(s)被控对象的传递函数 D(z)数字控制器H(s)零阶保持器,u(k)控制量 e(t) D(s)Au(t) y(t) G(s) 假想的连续控制系统结构图D()连续控制器利枝 3
13 G(s)被控对象的传递函数 D(z)数字控制器,H(s)零阶保持器,u(k)控制量 假想的连续控制系统结构图 D(s)连续控制器 第一步:设计假想的连续控制器D(s) 解决方案:自控原理中的连续系统的频域设计法、根 轨迹法等
第二步:选择采样周期T 计算机控制系统的信号恢复功能由零阶保持器H(s)完成 频率特性推导使用欧拉公式 零阶保持器的传递函数为 52 H(s) 3 -e Jor 27 2 e 2 Sin jar H(a) =7 红2红 2 2 上式表明零阶保持器存在滞后. 安徽王程科枝院
14 第二步:选择采样周期T 计算机控制系统的信号恢复功能由零阶保持器H(s)完成. 频率特性推导,使用欧拉公式. 零阶保持器的传递函数为: 上式表明,零阶保持器存在滞后
对于小的采样周期,用幂级数展开: (sT t 1-1+sT H(s)=1=e 2 S T =T(1-s·n+…)≈T·e-2 T≈(0.15~0.5) H(s)可用T/2的时间滞后环节近似 釆样周期的经验公式设相位裕量减少5-15度U 系统剪切频率 结论采用数字控制器的连续化设计方法采样周期 应该相当短 15安徽工程利枝管院
15 对于小的采样周期,用幂级数展开: H(s)可用T/2的时间滞后环节近似. 采样周期的经验公式,设相位裕量减少5-15度,ωc 系统剪切频率 结论:采用数字控制器的连续化设计方法,采样周期 应该相当短