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计算机控制技术3-1.ppt


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第三章数字控制器的模拟化设计 1、概述 2、离散方法 3、 PID 数字控制器的设计 4、数字 PID 控制算法的改进 5、参数的整定与设计举例第一节概述?模拟调节器–模拟调节器调节能力有限,当控制规律较为复杂时,就难以甚至无法实现–在传统的连续系统已为应用,工程技术人员熟悉第一节概述?数字控制器–能实现复杂控制规律的控制–计算机具有分时控制能力,可实现多回路控制–数字控制器具有灵活性?可用一台计算机对不同的回路实现不同的控制方式?修改控制参数或改变控制方式一般只改变控制程序–采用计算机除实现 PID 数字控制外,还能实现监控、数据采集、数字显示等其他功能第一节概述?在微型计算机控制系统中,用微型计算机作数字控制器的。常见的微型计算机控制系统的原理图第一节概述?微型计算机控制系统中–大多数情况下,被控对象具有连续的特性–计算机的特性是离散的–一个既有连续部分又有离散部分的混合系统?从被控对象方面看: –输入和输出都是模拟量–系统可以看成是一个连续变化的模拟控制系统第一节概述?从微型计算机方面看: –输入和输出都是数字量–系统可以看成是一个具有离散特性的控制系统第一节概述?数字控制器的两种设计途径(或方法): –模拟化设计方法把计算机控制系统近似地看成模拟系统,用连续系统的理论来进行动态分析和设计,再将设计结果转变成数字计算机的控制算法–直接设计法(离散化设计方法) 把计算机控制系统经过适当变换,变成纯粹的离散系统,用 Z变换等工具进行分析设计,直接设计出控制算法第一节概述?模拟化设计方法的基本思路: 1、当系统的采样频率足够高时,采样系统的特性接近于连续变化的模拟系统 2、忽略采样开关和保持器,将整个系统看成是连续变化的模拟系统 3、用 s域的方法设计校正装置 D(s ) 4、用 s域到 z域的离散化方法求得离散传递函数 D(z ) ?设计的实质将一个模拟调节器离散化,用数字控制器取代模拟调节器第一节概述?模拟化设计方法的基本步骤: 1、根据系统已有的连续模型,按连续系统理论设计模拟调节器 2、按照一定的对应关系将模拟调节器离散化,得到等价的数字控制器用经典方法设计连续系统已为工程技术人员所熟悉,且积累有一定经验,因此模拟化设计方法在实际中被广泛采用第二节离散化方法数字控制器是在线进行控制的,对实时性要求较高,所以,必须采用简单、可靠和足够精确的离散化方法。?常用的离散化方法: –差分变换法–零阶保持器法–双线性变换法

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  • 时间2017-02-23