19、已知一采样控制系统,试求: (1)系统的闭环脉冲传递函数。 (2)判定系统的稳定性。
(3)系统对阶跃输入和斜坡输入的稳态误差。
???
第三、四章 计算机控制系统的离散化设计
1、D(z)的设计方法常见有哪两种?
(1)离散化设计方法--直接设计方法(重点)
思想:已知被控对象的Z传递函数G(Z) ,根据所要求的性能指标,设计数字控制器。 (2)连续化设计方法--间接设计方法
思想:先设计控制器的传递函数D(s),然后采用某种离散化方法,将它变成计算机算法。
2、最少拍系统概念?最少拍控制中主要研究哪三种类型的设计方
法?
最少拍设计:就是系统在典型输入下,设计数字控制器D(z) 使闭环系统输出在最少个采样周期内能准确跟踪输入(或系统输出稳态误差为0)。
(1)最少拍控制器的设计:系统无误差,简单,但是本身缺陷多。
(2)最少拍有纹波控制器的设计:系统无误差,考虑了系统稳定性,但输出有纹波。 (3)最少拍无纹波控制器的设计:系统无误差,考虑了系统稳定性,输出无纹波。
3、简述数字控制器的离散化设计步骤。
(1)求广义对象的脉冲传递函数G(z);
(2)根据控制系统的性能指标要求和其它约束条件,确定所需要的闭环脉冲传递函数Ф(z)和闭环误差脉冲传递函数Фe(z);
(3)求取数字控制器的脉冲传递函数D(z);
(4)根据D(z)求取控制算法的递推计算公式,就可编写控制算法程序。
4、不同输入时,最少拍控制器设计综合:
5、最少拍控制器的局限性体现在哪几个方面?
最少拍控制器的设计只是使系统对某一典型输入的响应为最少拍,但对其他典型输入不一定为最少拍,甚至引起静差和超调:
当针对某一典型的输入函数R(z)设计的D(z),用于次数较高的R(z),系统将不能完全跟踪,产生稳态误差。
当针对某一典型的输入函数R(z)设计的D(z),用于次数较低的R(z),系统将出现超调;
显然,一种典型的最少拍控制器只适应一种特定的输入,而不能适用于各种输入。
6、最少拍有纹波控制器的设计
7、实例:设计最少拍有纹波控制系统。
8、最小拍有纹波控制器出现纹波的原因?
数字控制器输出u(k)在若干拍后,不为0或常值,是震荡收敛的。 9、最小拍有纹波控制器出现纹波后对系统有什么影响?消除纹波办法?
输出在采样点之间有偏差;增加了执行元件的功率损耗和机械元件的磨损。
最小拍无纹波控制器能够消除输出纹波。 10、有纹波和无纹波设计唯一区别是什么? 有纹波和无纹波设计唯一区别在于:
) 包含G(z)单位圆上和单位圆外的零点; 有纹波设计时, ? ( z
无波纹设计时, ? ( z ) 包含G(z)单位圆内、单位圆上、单位圆外的所有零点。