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第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第六节 数字控制器D(z) 的实现 第七节 有限字长的影响 第七节 有限字长的影响 第七节 有限字长的影响 第七节 有限字长的影响 第七节 有限字长的影响 第七节 有限字长的影响 第七节 有限字长的影响 第七节 有限字长的影响 第七节 有限字长的影响 本节到此结束， 谢谢您的光临！ 第二章 计算机控制系统构成 * 第三章 计算机控制系统模型 计算机控制系统中，数字控制器D(z)一般具有如下形式： 问题1：用计算机语言编程实现上式时，是否有结构合理，条理清晰，易用流程图实现的编程方法 问题2：采用计算机实现时，有限位长的二进制数字量表示参数及现在和过去的输入输出量，将引入截尾误差和舍入误差，包括采样量化时的量化误差，这类误差对系统输出性能影响如何？（第七节讨论） 第三章 计算机控制系统模型 并联程序法（方法）： 第三章 计算机控制系统模型 并联程序法（编程框图）： 第三章 计算机控制系统模型 并联程序法（算法）： 对上式取z反变换，写成如下形式： 可以按如下方式选取状态变量： 第三章 计算机控制系统模型 并联程序法（状态方程和输出方程）： 第三章 计算机控制系统模型 并联程序法（例题）：D(z)有如下形式，求并联程序法的状态空间模型和编程框图 第三章 计算机控制系统模型 第三章 计算机控制系统模型 迭代程序法（1）： 如果D(z)可写成如下形式： 写成如下形式的编程框图： 第三章 计算机控制系统模型 迭代程序法（2）： 可选取状态变量如下： 第三章 计算机控制系统模型 迭代程序法（3）： 写成矩阵形式如下： 第三章 计算机控制系统模型 迭代程序法（4）： 例题：给定D(z)=(z2+2z+1)/(z+2)(z+3) 用迭代程序法实现其状态空间模型和编程实现框图 第三章 计算机控制系统模型 直接程序法（1）： 如D(z)具有如下形式： 可引入中间变量Q(z)，将上式改写成： 然后选取状态变量： 第三章 计算机控制系统模型 直接程序法（2）： 取z反变换得： 由于： 可得： 可得状态方程和输出方程如下： 第三章 计算机控制系统模型 直接程序法（3）： 直接程序法编程框图如图所示： 第三章 计算机控制系统模型 直接程序法（4）： 例题：已知D(z)=(z2+2z+1)/(z2+5z+6) 试用直接程序法求状态空间模型和编程框图 第三章 计算机控制系统模型 嵌套程序法（1）： 第三章 计算机控制系统模型 嵌套程序法（2）： 其编程框图如下： 第三章 计算机控制系统模型 嵌套程序法（3）： 例题：已知D(z)=(z2+2z+1)/(z2+5z+6) 试用嵌套程序法求状态空间模型和编程框图 第三章 计算机控制系统模型 四种方法总结： 上述四种编程实现D(z)的方法，共同规则是将之 转化为一系列乘法运算和加法运算——递推算法 ，有利于编程实现，以及模块化和规范化。 第三章 计算机控制系统模型 计算机控制系统中，总存在因用有限字长数字 量表示数值而引入的误差。产生这类误差的误 差源主要有以下三点。本节主要分析这类误差 对系统的影响，假定数字量字长为n位。 第三章 计算机控制系统模型 量化误差统计特性（1） 1、截尾误差定义： 2、舍入误差定义： 第三章 计算机控制系统模型 量化误差统计特性（2） 截尾误差和舍入误差为具有均匀分布的平稳独立随 机变量的躁声序列，其概率密度如图所示： 第三章 计算机控制系统模型 量化误差对系统输出影响（1） 设闭环系统的脉冲传递函数为H(z)，且系统是稳定的。 将量化误差看作系统随机输入信号，系统输出响应为： 系统响应输出的均值为： 舍入误差不会引起输出偏离，截尾误差引起输出偏离 量化误差对输出y(k)引起的噪声方差为： 第三章 计算机控制系统模型 量化误差对系统输出影响（2） 第三章 计算机控制系统模型 量化误差对实现数字控制器D(z)的动态影响 计算机编程实现D(z)时，是用有限字长数字量表示其中系数 值，系数的实