zw4计算机控制系统的离散化设计

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1、第4章计算机控制系统的离散化设计4.1有限拍设计概述〃5二)图4」有限拍随动系统0T2T3T4TkT(a)误差序列0T2T3T4TkT(b)输出序列・・"人丁/川丿/=r图4.2单位阶跃输入时的谋差及输出丿芋列e(AT)3T)何)3T2T.(a)误差序列0・T.7T37*kT..(b)输出系列图4.3单•位速度输入时的误差及输岀序列H")6r2_«•«0_r273747kT(b)输岀序列图4.4单位加速度输入时的误差及输岀用列表4.1三种典型输入时的有限拍系统输入函数r(ZrT)泯差Z传递函数G(z)闭环z传递函数GO有限

2、拍调节器D(z)调节时间■u(kT)]—2一】••••••••••・••••••.〜;_•」・・.•——(U)HG(J•••••••••••••••TkT(1—L)22*1—Z一2Zz-'^z~za-z'1)2HG(z)2T以丁)2/23zT_3z-2+z-3"_十一艰一2-

3、-w—3(-z~}yiig(z)37'图4.5单位速度输入时冇限拍输出响应2i■rt八//•H")//W)••/1!//()TIT3TkT(b)单位阶跃输入(b)单位加逸度输入图4.6按单位速度输入设计的有限拍系统农表4.2单位加速度输入时，输入

4、.输出序列kT0T2T37'17'5T•••r(/eT)0r-n2T-4.5T28T212.5T2•••曲T)00r3.57-7尸11.5T2sate(kD0r,/2r-r］、2•••4.2有限拍调节器的设计)何)r(kT)/t=2T/(")0T,2T.・3T4TkT图4.7例4.2的输出响应4.3采样频率的选择图4.8冇限拍随动系统…（b）图4.9电机的饱和特性对线性范围的彩响4.4有限拍无纹波设计e4kT}■0•V(0e}(kT)♦••—0T2T3T4TkT(b)oT2T3747kT(d)图4.10＜纹波有限拍系统的各点

5、波形图1.单位阶跃输入2.单位速度输入e^kT)0X.一W"1.11生示勺CO型系统4*-2T3T..AT5VkT图4」1无纹波系统的误差序列（单位阶跃输入时）e2(kT)QT.2T3T4757kT图4.12无纹波系统的误差序列(单位速度输入时)佝)按单位阶跃输入设计、输入阶•唳信号(c)按单位速度输入设计、输入速谨信号(b)按单位阶跃输入设计・输入速度信号图413有限拍无纹波系统的输出响应4.5有限拍设计的改进1.用换接程序来改善过渡过程图4.14换接程序冇限拍系统图4.15有限拍控制换接子程序的流程图2.折中设计法3

6、.最小均方误差设计图4.16金属热处理的加热程序%»即粼门FK-0z如J1—00.02_1图4.17例4.5均方误差与a的关系4.6扰动系统的有限拍设计〃。⑴AV)Ms)（2）扰动系统（b）扰动系统的等效方框图图4.18冇限拍扰动系统的方框图4.7有限拍设计的小结表4.3有限拍调节器设计表有限拍有纹波设计有限拍无纹波设计折中设计最小均方误差设计性能指标调节时间G最短•凑试（7P,耳较小J=£

7、>(灯)]2最小*=0选GAz)1(1一2一1严口(1一Ph')F(^1)r-11(1—之一】严JJ(1—p『)F(z-y)/(1-o

8、r"1)r-l加与输入型式有关5是HGQ）极点・

9、A1（A=1除外）・F（「）是有限多项式选GO12"口（1一乙£一】）卩（之一1）r-1IZrII(1—M£—l)P(z~})/(1-处一】)1-11益1(2,-1外)全部同左尹是HG3分子中的因子皿是HGM的零点.FL）是4的有限多项式1)(z)•■•••••••••••1—z)弋Gc(z)Ci(z)IIG(z)映El-(rc(z)]IIG(z)4.8W变换设计法r=2sK7(5+1)/心T~4.19例4.7计算机控制系统图图4.20例4.7系统的对数频率特件表4.4常用函

10、数的拉氏变换.Z变换和W变换表拉氏变换G（s）z变换G（JW变换G(s)1Tzz-11+w2w丄寸Tz(z—l)2Td+wXl—w)4w217Tg+l)r(i+w)a-w)8w31$+d••••••z-e_flT((l-e~aT)1+w)••••••••U+L11+1_「仔■■j（宀严Tze~aT(<——(1—L)2H_u——LJ+L-]1+1十1as($+a)(l—eFz(z—1)(2—e~aT)•••••••••••(1+W)(1—3)rl+e~aT"I2wl+i_e—〃3■■as2(s+d)Tzl—L(Z-1)2a(N

11、—l)(N—L)7Xl+w)(1—u»)(l+w)(1—w)4新9「]1+e“I1十](alTV（J）zsincf)T(1+w)(1—QsinsTz2—2zcosa/r~~12CC1+W2)—(1—w2)coso>T]（J）ze~aTsina)l^(l+w)(l—w)sinujT(.s+