[工学]自动控制原理_第6章_5.pptVIP

， ， T 2T 3T 4T 2T T 3T 4T 0 过渡过程时间为 。 3 单位加速度输入信号 则 ， 选为1 ， ， ， 过渡过程时间为 。 T 2T 3T 4T 5T 0 过渡过程时间为 。 注意点 上述分析的情形仅适用于广义被控对象的脉冲传递函 数 中不含纯延迟环节 及单位圆上和单位圆 外零、极点的情况。 6.10.3 最少拍无差系统的一般 设计方法 在实际系统中， 广义被控对象的脉冲传递函数 可能含有纯延迟因子 （ 为正整数）， 也 可能含有单位圆上或单位圆外的零点或极点。 设计时应当考虑数字控制器 的可实现性及 实际系统存在参数漂移时， 闭环系统的稳定性。 对 、 、 的选择应附加一些限制 条件。 1 应当是物理可实现的。 即极点个数应当大于或等于零点的个数。 2 如果广义对象 含有纯延迟因子 ， 即 则闭环脉冲传递函数为 即 至少也含有相同的纯延迟因子 。 3 如果 含有单位圆上或圆外的零、极点， 则不要用 的单位圆上或圆外的极、零点去对消， 因为由于参数的漂移或模型的不准确， 这样的零极点 对消是不可能准确实现的。 应该含有与 在单位圆上或圆外零点 相同的零点； 应该含有与 在单位圆上或圆外极点 相同的零点。 4 考虑到 ， 则说明 与 应当是阶次相同的 的多项式。 [例6-26] 单位反馈离散系统如下图所示， - 采样周期 ， 设计最少拍无差系统。 [略] 注意点 按照某一种典型输入信号设计的最少拍无差 系统， 对其他输入信号的响应并不理想。 这一点限制了最少拍无差系统的实际应用。 [例6-27] 单位反馈离散系统如下图所示， - 采样周期 ， 设计最少拍无差系统的数字控制器 。 [略] * * 6.9.3 数字PID算式 PID控制器的控制规律为 PID控制器 PID控制器的传递函数为 + + + 对PID控制器的传递函数进行离散化 数字PID控制律 + + + 具体实现时，数字PID算法可表示成差分方程： 位置式（全量式）PID算法 还可以写成增量式PID算法： 增量式PID算法的输出需要累加才能得到全量，即 这项任务通常可以由步进电机的积分功能完成。 增量式PID 计算机 步进电机 对象 - 增量式控制的两个优点 计算机误码动作时， 对系统的影响较小； 在控制方式的手动—自动切换时， 控制量的冲击 较小， 易于实现较平滑的过渡，即实现无扰切换。 6.9.4 PD-PID双模型控制 PD-PID双模型控制又称为积分分离PID控制。 在大偏差时采用PD控制； 在小偏差时再加入积分， 构成PID控制。 这种方法需要选择一个偏差量的阈值 。 积分分离PID控制算法表示如下： 其中 当 时 当 时 6.10 数字控制器的离散化设计 6.10.1 离散化设计的基本思想 离散化设计方法也称为数字化设计方法。 直接在z域内进行设计和综合 - 广义 被控对象 闭环误差脉冲传递函数 闭环脉冲传递函数 。 性能指标设计要求 转 化 对 或 的要求 离散化设计方法 先确定 或 ， 再解出 ， 即 或 6.10.2 最少拍无差系统 阶跃信号 速度信号 加速度信号 有限的几拍（有限个采样周期） 过渡过程结束 在采样点上系统的稳态误差为零！ 最少拍无差系统 （最小调节时间系统） 典型输入信号 单位阶跃 单位斜坡 单位加速度 单位负反馈线性离散系统 不包含因子 的 的多项式 ? 不含因子 设计最少拍无差系统实际上就是选择 ， 使得 是关于 的最低次多项式。 一般选择 ， 即为 的0次多项式。 从而确定闭环误差传递函数： 其中 取决于输入信号的z变换 求得最少拍无差系统的数字控制器 广义被控对象的脉冲传递函数 分类讨论 1 单位阶跃输入信号 则 ， 选为1 ， ，