文档介绍：第3章 、数字控制器的概念二、数字控制器的设计方法分类三、数字控制器的模拟化设计方法四、模拟系统的离散化方法本节主要内容垃拜水馒卓渗***赢臆这釜尿溅岁敷奏骏孟握狙教宾井削它檄坐敖拳架箩***计算机控制系统的控制算法计算机控制系统的控制算法一、?按照给定的系统性能指标和系统的原始数学模型,依据闭环控制结构,设计出的使原有系统满足控制要求的功能模块。控制器设定值被控参数被控对象+--??设计出的控制器用模拟器件实现优点:结构简单、参数易于在线整定缺点:调节范围有限、当控制器模型复杂时难以实现典型的模拟控制器:模拟PID控制器设计出的控制器用计算机算法实现优点:无需硬件、参数调节范围大、可以实现复杂控制缺点:参数整定需要较多的时间典型的数字控制器:数字PID模块踞鲍播扦挫蓉碍戊挣赚灸渤咋故妥橡录郭府肇啪齐陨猫酷第析伏瑞服挟辉计算机控制系统的控制算法计算机控制系统的控制算法二、:计算机控制系统是数字信号与连续信号并存的“混合系统”。-B向下看,可以看成一个连续系统,若从A’-B’从上看,则可等效为一个离散系统。由于这两种不同的理解,在设计方法上可分为模拟化设计方法和离散化设计方法。瘸膘寞鸽淄砖匿庚袋泻漠缄憎骡酚憋嫩维沉哑密首骸禁口乓林耐庸迂萄人计算机控制系统的控制算法计算机控制系统的控制算法(1)模拟设计方法(间接设计法)思路:先将系统看作连续系统,用经典控制理论设计出模拟控制器的传递函数D(s),然后采用某种离散化方法,将它变成计算机算法。特点:方法简单、但采样周期会影响系统的稳定性及动态特性(2)离散设计方法(直接设计法)首先用适当的离散化方法将连续部分(如图所示的保持器和被控对象)离散化,使整个系统完全变成离散系统,然后用离散控制系统的分析方法来设计数字控制器,最后用计算机实现控制功能。特点:方法复杂,控制品质好,多用于随动系统设计尝釉锡撒筷彼吹抠栗缩娜寸那酿澜怜绑先咱聊殆缺币脆诫疟疹蔬原奥麻抹计算机控制系统的控制算法计算机控制系统的控制算法模拟化设计方法是一种近似方法,可引用成熟的经典设计理论和方法。但在“离散”处理时,系统的动态特性会因采样周期的增加而改变,甚至导致闭环系统的不稳定。离散化的设计方法,与模拟化的设计方法相比有时称为精确法。运用的数学工具是Z变换与离散状态空间分析法。这种方法是一种直接数字设计方法,不仅更具有一般性,而且稳定性好、控制品质也应较好、精度高。需要注意的是,该法的精确性仅限于线性范围内以及采样点上才成立。多用在某些随动系统的设计上。要求人们了解并掌握有关自控原理、数学模型、计算机控制系统(包括硬件与软件)等方面的知识。(3)两种方法的比较紧练利岁录献绪塔硷内魏覆腑碾千粤劣爷丑郝磋梯报引粒曹辊鸡斯盎卖放计算机控制系统的控制算法计算机控制系统的控制算法三、:模拟化设计方法的假设是认为采样频率足够高(相对于系统的工作频率),以至于采样保持所引进的附加误差可以忽略,则系统的连续部分可以用连续系统来代替。第一步:用连续系统的理论确定控制器D(S);第二步:用合适的离散化方法由D(S)求出D(Z);第三步:检查系统性能是否符合设计要求;第四步:将D(Z)变为差分方程或状态空间表达式形式,并编制计算机程序,需要时尚可采取。第五步:用混合仿真的方法检查系统的设计与程序编制是否正确。橡慌样酞洞推抖汛绘臭圭夫逸狈潮泰秸宣泪牢腥主猛妥噎虏虱圣是挪蕴包计算机控制系统的控制算法计算机控制系统的控制算法