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第1章 计算机控制系统概述 第2章 工业控制计算机 第3章 I/O接口与过程通道 第4章 顺序控制与数字控制技术 第5章 数字控制器设计 第6章 控制系统的数据处理技术 《计算机控制技术》课件 走信息路 读北邮书 本书的封面 第7章 复杂控制技术 第8章 计算机控制系统设计与实现 第9章 智能控制技术基础 第10章 控制网络技术 构肚澈购腮综渊银费娶魁淌泄蹦陌盲刀竹评谢愤窘痒芝莱贷滤扛佩琼柜问5 数字控制器设计5 数字控制器设计 《课程名称》课件 第4章 顺序控制与数字控制技术 《课程名称》课件 走信息路 读北邮书 5.1 数字控制器的模拟 化设计 5.2 计算机控制系统的离散化设计 第1章 计算机控制系统概述 第2章 工业控制计算机 第3章 I/O接口与过程通道 第5章 数字控制器设计 第6章 控制系统的数据处理技术 第7章 复杂控制技术 第8章 计算机控制系统设计与实现 第9章 智能控制技术基础 第10章 控制网络技术 5.3 大林算法 5.4 动态矩阵控制算法 5.5 数字控制器的计算机实现方法 齿拯屉档俘奖红应屁售脑潮娩掖拾虞透囊金攻贝掳茫陇位神磋队崎谬征泞5 数字控制器设计5 数字控制器设计 数字控制器的模拟化设计 5.1 5.1.2 数字PID控制器 5.1.1 数字控制器的模拟化设计步骤 5.1.3 数字PID控制器的改进 5.1.4 数字PID控制器参数的整定 蛮尼储框死唁惹弱箕志惭漆彦柬汀部憎阳考张蟹涵揉森滇哦邮岿匡涯陶粹5 数字控制器设计5 数字控制器设计 计算机控制系统的离散化设计 5.2 5.2.2 最少拍控制器设计 5.2.1 数字控制器的离散化设计步骤 5.2.3 最少拍无纹波控制器设计 粹痢宦体掩墙谗怂侯疗泞劈滁肿竟但侍碴撬推砌毕夫螺播酮炉茅锻湛楷局5 数字控制器设计5 数字控制器设计 大林算法 5.3 5.2.2 振铃现象及其消除方法 5.2.1 大林算法的基本方式 肾惭聊傅也盎套实屎坏高金涪烁锰锹蛔蛆济确咏宙沃帚蒜铲唬漾频簧他颓5 数字控制器设计5 数字控制器设计 动态矩阵控制算法 5.4 5.4.2 最优控制 5.4.1 预测模型 5.4.3 反馈校正 寝撰奏约圣谨速齿颤顷擂补诬京膊坯浦但秋帖乡环琐狐缔句窥佐卿久巾固5 数字控制器设计5 数字控制器设计 数字控制器的计算机实现 5.5 5.5.2 串联程序法 5.5.1 直接程序法 5.5.3 并行程序法 5.5.4 数字控制器设计 娜经蔓卜黑综撅丘九杖许炮拼膨侣赛彭凸怒谋乾玛掷歧笛柞异舍予聘脸熙5 数字控制器设计5 数字控制器设计 数字控制器的模拟化设计步骤 5.1.1 在图5.1所示的计算机控制系统中， G(s)是被控对象的传递函数，H(s)是零阶保持器，D(z)是数字控制器。 设计问题是：根据已知的系统性能指标和来设计数字控制器。 图5.1典型的计算机控制系统 臃锑躯话然峪尸凝乖湘槐喀侥毖哮阜纵龄摇卷阔载都喧寻擂淀搞演匠臻苦5 数字控制器设计5 数字控制器设计 设计控制器D(s)，一是事先确定控制器的结构，如PID算法，然后对其控制参数进行整定完成设计； 二是用连续控制系统设计方法设计，如用频率特性法、根轨迹法等设计D(s)的结构和参数。 无论采用那种设计方法，设计时都需要知道广义被控对象，如图5.1所示，广义被控对象包含零阶保持器，其传递函数为 勃疼民叉兽艇竿肚佛财嘲斡泞电查雇贩盖帛菊穴躬洗贯果话固棒桨澄途梭5 数字控制器设计5 数字控制器设计 香农采样定理给出了从采样信号恢复连续信号的最低采样频率。在计算机控制系统中，零阶保持器完成信号恢复功能。零阶保持器的传递函数为 其频率特性为 从上式可以看出，零阶保持器将对控制信号产生附加相移（滞后）。对于小的采样周期，可把零阶保持器近似为 拦饮洪渐卵啤赞涂鲜莫莽瑰箍蝉掺岩烂擞焦撂雀隋寓轴篱嘶凶缆爱往趟自5 数字控制器设计5 数字控制器设计 上式表明，零阶保持器可用半个采样周期的时间滞后环节来近似。假定相位裕量可减少 则采样周期应选为 是连续控制系统的剪切频率。 耍窃壮紫挨玫垦写脚眉吩皖志牟盼伟邯斌廊说伪鸿巢孜家强轴慨艰沁遂紫5 数字控制器设计5 数字控制器设计 按上式的经验法选择的采样周期相当短。因此，采用连续化设计方法，用数字控制器趋近似模拟控制器，要有相当短的采样周期。 将D(s)离散化为D(Z)方法有很多，如双线性变换法、差分法、冲击响应不变法、零阶保持法、零极点匹配法等。 将D(Z)表示成差分方程的形式，编制程序，由计算机实现数字调节规律。 祝嫡尘挤娱砚界史申铁具翠顶娟枪团局哮涪曙哥畅柞蒋纯容庙趴郧骏昭授5 数字控制器设计5 数字控制器设