第5章数字控制系统的连续-离散化设计.ppt

第5章 数字控制系统的连续——离散化设计; 设计数字控制系统，就是在已知对象特性的前提下，根据系统动态和稳态性能指标的要求，设计数字控制器。 本章介绍数控系统的连续——离散化设计 ，是其中的一类设计方法 。 设计步骤： 已知对象特性G(s)，按连续系统设计方法确定模拟控制器D(s)； 由D(s)按相应规则设计数字控制器D(z)，即将D(s)离散化； 系统检验，看是否满足系统设计指标，看是否需重新设计系统。 ;本章重点： 1. 由D(s)到D(z)的多种近似方法。 2. 检验所设计的数控系统的性能。;5.2 数字滤波器法;分析脉冲不变法特点：D(s) 与 D(z)之间的近似关系。 由设计准则知，二者的脉冲响应在采样点取相同值； D(s)与D(z)极点按Z变换定义z=esT一一对应 ； 若D(s)稳定，其极点位于S左半平面，则其D(z)必稳定，极点位于Z平面单位圆内； D(s)与D(z)零点不是按 z=esT 一一对应的； D(s)与D(z)的频谱不同； 选择不同的采样周期T，得到的D(z)不同，要满足采样定理。 ;5.2.2 保持器等效法 设计准则：D(z)的阶跃序列响应，与D(s)阶跃响应的采样点的值相同。 因为具有零保的对象在单位阶跃序列 1*(t) 作用下的响应，等于连续对象的阶跃响应，所以有： ;分析保持器等效法的特点： D(s)与D(z)极点按Z变换定义一一对应 z=esT； 若D(s)稳定，D(z)稳定； D(z)与T有关； D(s)与D(z)频率特性不同； D(s)与D(z)零点不是按 z=esT 一一对应的。 5.2.3 数值积分法 设计准则：将D(s)中的s用相应的s到z的转换关系代入：;S;S;S;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;5.3 匹配Z变换（又称零极点匹配、根匹配）; 注意，匹配 Z变换在如下情况下不宜采用：若 D(s) 具有共轭复数零极点 s=?±jω0 ，且其位于S主频带之外，则设计之D(z) 将产生混叠。;零极点匹配说明：;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;