9數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì)

1、1,6.9 數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì),2,對(duì)于一個(gè)既有模擬部分、又有離散部分的混合系統(tǒng),有兩種不同的設(shè)計(jì)方法,模擬化設(shè)計(jì)方法,離散化設(shè)計(jì)方法,模擬化設(shè)計(jì)的條件：,模擬化設(shè)計(jì)是一種近似的設(shè)計(jì)方法。,3,模擬化設(shè)計(jì)的步驟,（1）,根據(jù)性能指標(biāo)的要求，,（2）,選擇合適的離散化方法，,（3）,檢查離散控制系統(tǒng)的性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。,（4）,將 變?yōu)椴罘址匠痰男问剑?4,6.9.1 模擬量校正裝置的離散化方法,模擬量校正裝

2、置的離散化應(yīng)滿足穩(wěn)定性的原則。,如果模擬量校正裝置只在s平面左半平面有極點(diǎn)，,對(duì)應(yīng)的數(shù)字校正裝置只在z平面單位圓內(nèi)有極點(diǎn)。,5,常見(jiàn)的離散化方法,（1）,帶有虛擬零階保持器的z變換,這種離散化方法也稱為階躍響應(yīng)不變法。,6,（2）,差分反演法,7,（3）,根匹配法,根據(jù)z變換的定義，,可得,,或,8,,或,9,（4）,雙線性變換法,10,注意點(diǎn),當(dāng)采樣角頻率很高（ ）時(shí)，,當(dāng)采樣角頻率逐漸降低時(shí)，,11

3、,6.9.2 模擬化設(shè)計(jì)舉例,[例6-25],一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的框圖如下，,剪切頻率 ，,試用模擬化方法設(shè)計(jì)數(shù)字控制器 。,12,13,6.9.3 數(shù)字PID算式,PID控制器的控制規(guī)律為,PID控制器的傳遞函數(shù)為,14,15,對(duì)PID控制器的傳遞函數(shù)進(jìn)行離散化,,數(shù)字PID控制律,16,17,具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，數(shù)字PID算法可表示成差分方程：,位置式（全量式）PID算法,18

4、,還可以寫成增量式PID算法：,19,增量式PID算法的輸出需要累加才能得到全量，即,這項(xiàng)任務(wù)通?？梢杂刹竭M(jìn)電機(jī)的積分功能完成。,20,增量式控制的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn),,計(jì)算機(jī)誤碼動(dòng)作時(shí)，,對(duì)系統(tǒng)的影響較??；,,在控制方式的手動(dòng)—自動(dòng)切換時(shí)，,易于實(shí)現(xiàn)較平滑的過(guò)渡，即實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換。,21,6.9.4 PD-PID雙模型控制,PD-PID雙模型控制又稱為積分分離PID控制。,在大偏差時(shí)采用PD控制；,在小偏差時(shí)再加入積分，,構(gòu)成PID控制。,這