计算机控制第6章3.ppt

计算机控制系统 哈尔滨工业大学（威海）控制科学与工程系 第六章 数字控制器的直接设计法 §6.1 直接设计方法的基本原理 §6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计 §6.3 一般系统的最小拍无差设计 §6.4 最小拍控制器的工程化改进 §6.5 Dahlin算法 第六章 数字控制器的直接设计法 §6.1 直接设计方法的基本原理 §6.2 特殊类型系统的最小拍无差设计 §6.3 一般系统的最小拍无差设计 §6.4 最小拍控制器的工程化改进 §6.5 Dahlin算法 §6.4 最小拍控制器的工程化改进 一、针对输入信号类型敏感问题的改进 阻尼因子法 在最小拍设计中，在系统的闭环脉冲传递函数中引入附加的阻尼因子，使输出偏差不立即为0，而是呈现一定的阻尼衰减特性，逐渐归零。 缺点：输出响应的过渡过程时间会增加 优点：系统的输出响应特性较为平稳，对不同输入信号的适应性会有所改善。 §6.4 最小拍控制器的工程化改进 一、针对输入信号类型敏感问题的改进 阻尼因子法 例1 采用阻尼因子法，取附加极点为0.5，对单位速度信号输入作用下的有波纹最小拍系统进行改进 T=0.5s §6.4 最小拍控制器的工程化改进 二、针对模型参数变化敏感问题的改进 非最小的有限拍系统 在最小拍设计中，把系统的闭环脉冲传递函数 的幂次提高1到2阶，使输出响应比最小拍多1-2拍才归零。此时多了若干待定系数，可以增加自由度，从而降低系统对模型参数变化的敏感性。 例2 T=1s，对单位速度信号输入作用下的最小拍控制器进行设计，并考察参数变化后系统的输出响应变化，并采用有限拍算法进行改进。 按最小拍设计 理想: 0, 0, 2, 3, 4, 5, 6, … 参数变化: 0, 0, 2.4, 2.4, 4.44, 4.56, 6.38, … 按有限拍设计 理想: 0, 0, 1.5, 3, 4, 5, 6, … 参数变化: 0, 0, 1.8, 2.88, 3.83, 5.03, 5.96, … * * Computer Control System 引入k个附加极点 应满足稳定性要求，| c | 1 不引起系统振荡，c 位于正实轴，0 c 1 c 较大，过渡过程时间延长，对不同信号的适应性改善； c 较小，过渡过程时间缩短，对不同信号的适应性减弱； 解： (1) 单位阶跃作用 超调量减少，调节时间增加为无限拍 不再是最小拍无差 (2) 单位速度作用 调节时间为无限拍 不再是最小拍无差 (3) 单位加速度作用 调节时间为无限拍，有稳态误差存在， ess=0.5 解： 系统的过渡过程时间增加，系统不再是最小拍 采用有限拍方法进行控制器设计 采用有限拍控制算法后，在理想情况下，系统的过渡 时间增加了，但是系统对于被控对象模型参数变化的 敏感性降低，达到了改进最小拍控制系统性能的目的。 * * *