第十一章2 数字控制器的直接设计方法
- 格式:ppt
- 大小:1.07 MB
- 文档页数:31
数字控制器的连续化设计步骤-概述说明以及解释1.引言1.1 概述数字控制器的连续化设计步骤是指将传统的离散控制器转化为连续化控制器的过程。
在数字控制领域,离散控制器常常由于采样时间过长或采样频率过低而导致性能不佳,无法满足实际控制需求。
为了克服这一问题,连续化设计步骤被提出,旨在将离散控制器转化为连续时间域的控制器,从而提高控制系统的动态性能。
在连续化设计步骤中,首先需要对系统进行建模和分析,以获得系统的数学模型。
然后,通过使用连续化设计方法,对离散控制器进行调整和改进。
这个过程包括参数调节和滤波器设计等步骤,以获得更高的控制性能。
通过连续化设计,离散控制器可以更好地适应连续时间域的控制系统,从而提高了系统的响应速度和稳定性。
此外,连续化设计还可以有效地减少系统的抖动和震荡现象,使系统更加平稳。
本文将详细介绍数字控制器的连续化设计步骤。
首先,会对连续化设计的概念和背景进行概述,阐明其在数字控制领域的重要性和意义。
接下来,会详细介绍连续化设计的具体步骤,包括系统建模、参数调节和滤波器设计等内容。
最后,对连续化设计的优点和局限性进行总结,并展望其未来的发展方向。
通过本文对数字控制器的连续化设计步骤的详细介绍,读者将能够深入了解如何将离散控制器转化为连续时间域的控制器,并在实际应用中取得更好的控制效果。
同时,本文还将展示连续化设计在控制领域的巨大潜力,并为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:本文主要围绕数字控制器的连续化设计步骤展开讨论,分为引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分主要对本文的研究背景和意义进行介绍。
首先对数字控制器进行了概述,指出了数字控制器在工业自动化领域的重要性和应用广泛性。
随后介绍了本文的结构,以便读者更好地理解本文的组织框架。
最后明确了本文的目的,即通过对数字控制器的连续化设计步骤进行研究,为相关领域的研究人员提供指导和参考。
正文部分按照步骤进行了详细的介绍。
计算机控制系统复习题答案《计算机控制系统》课程复习题答案⼀、知识点:计算机控制系统的基本概念。
具体为了解计算机控制系统与⽣产⾃动化的关系;掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性;理解计算机控制系统的分类和发展趋势。
回答题:1.画出典型计算机控制系统的基本框图;答:典型计算机控制系统的基本框图如下:2.简述计算机控制系统的⼀般控制过程;答:(1) 数据采集及处理,即对被控对象的被控参数进⾏实时检测,并输给计算机进⾏处理;(2) 实时控制,即按已设计的控制规律计算出控制量,实时向执⾏器发出控制信号。
3.简述计算机控制系统的组成;答:计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成,计算机系统⼜由硬件和软件组成。
4.简述计算机控制系统的特点;答:计算机控制系统与连续控制系统相⽐,具有以下特点:⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
⑵计算机控制系统修改控制规律,只需修改程序,⼀般不对硬件电路进⾏改动,因此具有很⼤的灵活性和适应性。
⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
⑷计算机控制系统并不是连续控制的,⽽是离散控制的。
⑸⼀个数字控制器经常可以采⽤分时控制的⽅式,同时控制多个回路。
⑹采⽤计算机控制,便于实现控制与管理⼀体化。
5.简述计算机控制系统的类型。
答:(1)操作指导控制系统;(2)直接数字控制系统;(3)监督计算机控制系统)分级计算机控制系统4(.⼆、知识点:计算机控制系统的硬件基础。
具体为了解计算机控制系统的过程通道与接⼝;掌握采样和保持电路的原理和典型芯⽚的应⽤,掌握输⼊/输出接⼝电路:并⾏接⼝、串⾏接⼝、A/D和D/A的使⽤⽅法,能根据控制系统的要求选择控制⽤计算机系统。
回答题:1.给出多通道复⽤⼀个A/D转换器的原理⽰意图。
2.给出多通道复⽤⼀个D/A转换器的原理⽰意图。
3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。
答:W78系列,如W7805、7812、7824等;W79系列,如W7805、7812、7824等4.使⽤光电隔离器件时,如何做到器件两侧的电⽓被彻底隔离?答:光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。
控制器的设计方法在软件开发中,控制器是一种重要的设计模式,用于管理和协调应用程序的行为。
控制器的设计方法可以根据不同的需求和情况进行选择和调整。
下面我将详细介绍几种常见的控制器设计方法。
1.单一控制器方法:单一控制器方法是最简单和常见的控制器设计方法。
它的核心思想是将应用程序的逻辑集中在一个单一的控制器类中。
这个控制器类负责接收用户的请求,并根据请求的类型调用相应的业务逻辑和视图。
这种方法的优点是结构简单,易于维护和扩展。
但是,当应用程序逻辑复杂或系统规模庞大时,单一控制器方法可能会变得臃肿和难以维护。
2.多重控制器方法:多重控制器方法是一种将控制器划分为多个独立的模块或类的设计方法。
每个模块或类负责处理特定的逻辑或功能。
这样可以将复杂的应用程序逻辑分解为多个可管理和测试的块。
这种方法可以提高系统的可扩展性和可维护性。
但是,设计和实现多个控制器可能会增加开发和维护的工作量,并且在模块之间的通信和协调方面可能会产生一些挑战。
3.事件驱动控制器方法:事件驱动控制器方法是一种基于事件和消息传递的设计方法。
控制器监听和响应事件,根据触发的事件类型执行相应的操作。
这种方法可以使应用程序更加灵活和响应,因为它们可以根据不同的事件类型执行不同的操作。
事件驱动控制器方法常用于图形界面应用程序和消息队列系统中。
但是,事件驱动控制器可能会引入一些复杂性和不确定性,并且需要一些额外的机制来管理事件的传递和处理。
4.前端控制器方法:前端控制器方法是一种中央化处理和分发用户请求的设计方法。
它通过一个前端控制器类来处理所有的用户请求,并根据请求的类型将其分发到相应的处理器或控制器。
这种方法可以提供统一的入口点和逻辑,以减少重复代码和处理逻辑。
前端控制器方法可以与其他控制器设计方法结合使用,例如单一控制器和多重控制器,以实现更复杂和灵活的系统架构。
5.命令模式控制器方法:命令模式控制器方法是一种基于命令对象和执行器的设计方法。
摘要数字控制器的模拟化设计技术,式立足于连续控制系统控制器的设计,然后再计算机上尽心数字模拟来实现的,这种方法再被控对象的特性不热爱清楚的情况下,然们可以充分利用技术成熟的连续控制系统设计技术,并把它移植到计算机上予以实现,一大道满意的控制效果。
但是模拟化设计技术要求相当短的采样周期,因此只能实现较简单的控制算法。
由于控制人物的需要,当所选择的采样周期比较大或对控制质量要求比较高时,必须从被控对象的特性出发,直接根据计算机控制理论来设计数字控制器,这类方法称为数字控制器的直接设计方法,或成功为离散化设计方法。
直接设计方法比模拟化设计方法具有更一般的意义,它完全是根据采样系统的特点进行分析与综合,并导出相应的控制规律。
D(z)对应连续控制系统的串联校正元件,实现所需要的采样控制规律u*(t);u*(t)转变为连续信号作用于被控对象,必须有采样保持环节。
系统的闭环脉冲传递函数Φ(z)为:当已知G(z)时,只要根据设计要求选择好φ(z),就可以求得D(z)。
1.1数字控制器的直接数字控制器的直接设计步骤如下:(1)根据控制系统的性能指标要求和其他约束条件确定所需的闭环脉冲传递函数Φ(z)(2)求广义对象的脉冲传递函数G(z)(3)求取数字控制器的脉冲传递函数D(z)(4)求取控制算法的递推计算公式。
2.1最小拍系统的设计在数字随动控制系统中,要求系统的输出值尽快地跟踪给定值的变化,最少拍控制就是满足这一要求的一种直接设计方法。
最少拍控制,也称最小调整时间系统或最快响应系统。
所谓最少拍控制,就是要求闭环系统对于某种特定的输入在最少个采样周期内大道无静差的稳态。
其闭环脉冲传递函数具有)()(1)()()()()(z G z D z G z D z R z C z +==Φ)(1)()(1)(z z z G z D Φ-Φ=以下形式式中n 是可能情况下的最小正整数。
这一形式表明闭环系统的脉冲响应在n 和采样周期后变为零,从而意味着系统在n 拍之内达到稳态。