第6篇大林算法.ppt

有限拍控制系统设计 对H(z)、He(z)的约束: 快速性、准确性、稳定性、物理可实现性 有限拍无波纹系统设计 6.5 对象具有时延的控制系统设计 本节针对具有时延的连续对象，设计两种D(z)： 史密斯预报器（Smith predictor）和大林算法(Dahlin algorithm)。 6.5.1 史密斯预报器 6.5.2 大林算法 带零阶保持器的一阶对象z传递函数 说明： D(z)修改后，会影响H(z)，要检验； Gd(z)含单位圆外零点时，D(z)不稳定，解决办法与消除振铃一样，使z=1； 大林算法只适用于对象稳定情况 振铃有主次之分，一般应消除主要的。 6.6 直接设计法 设计准则： 1. 构造闭环H(z)，分子分母阶次差与Gd(z)相同。 2. H(z)包含Gd(z)单位圆附近及圆外零点，H(z)的极点可按相应连续系统的闭环极点转换而配置。 3. H(z)应满足对系统稳态误差的要求。 6.7 w变换法 求广义对象Gd(z) w变换 6.8 小结 思考与练习 * * 数字 控制器 D(z) 保持器 Gh0(s) 连续 对象 G(s) r(t) y(t) Gd(z) 系统在典型信号作用下，经过有限拍（即有限个采样周期T），使其输出的稳态误差为零。 设 单位圆上或单位圆外的极点零点为： H(z)应包含Gd(z)的所有零点，其余同有限拍系统设计。 系统闭环传递函数 大林算法的数字控制器 对于二阶系统 振铃及其抑制 令w=jv，得到Gd(jw)，在w平面画幅频、相频特性 设计D(w) D(w)-D(z) 配置所希望的系统动特性极点： 也即希望H(z)具有接近连续系统相对阻尼比?，自然频率 为ω0的动特性，T 越小，二者越接近。 系统的Z域设计，是在已知对象特性G(s)情况下，先构造希望的闭环特性H(z)，再设计数字控制器D(z)的过程。 1. 构造H(z)——确定其增益、零点与极点的过程，受对象特性Gd(z)、及控制器D(z)可实现等因素的制约。 （1） Gd(z)与T 有关，z=0的极点数与G(s)的时延和T 有关； （2）H(z)的极点应包含两部分： 包含Gd (z)中z=0的所有极点（代表对象时延），否则D(z)物理上不可实现； 6-1．阐述离散化（Z域法）设计数字控制系统的步骤。对构造闭环Z传递函数与误差Z传递函数的约束是什么? 采样周期T对系统设计有无影响？ 6-2．已知对象特性，设计有限拍无振荡系统：T=0.5s，单位阶跃输入。求控制系统在采样点的响应y(kT)。 6-3．引入加权因子设计有限拍系统，有何优点？ 6-4．已知对象特性，用根轨迹法设计系统。 6-5．史密斯预报器、大林算法是针对什么样的对象的设计方法？设计准则是什么? 6-6．例6-6-1，采样周期T=0.5s，用直接法设计。求控制系统阶跃响应、在0.001t输入下的响应。