延迟系统的控制设计

1期望闭环传递函数为对象：2．大林算法的设计步骤（1）期望闭环传递函数的离散化采用零阶保持器对期望闭环传递函数F(s)进行离散化

第1页/共17页第一页，共18页。2(2)求被控对象的Z传递函数G(z)

对象为具有纯滞后的一阶惯性环节第2页/共17页第二页，共18页。3对具有纯滞后的二阶惯性系统第3页/共17页第三页，共18页。4（3）计算数字调节器D(z)

对具有纯滞后的一阶惯性系统对具有纯滞后的二阶惯性系统的数字调节器第4页/共17页第四页，共18页。5二．振铃现象及消除方法（了解）数字调节器D(z)的输出u(kT)以2T为周期的上下大幅度摆动。

1．振铃现象分析:Ku(z)在负实轴上有极点，特别是有-1附近的极点将产生振铃。第5页/共17页第五页，共18页。6(1)带纯滞后的一阶惯性环节无振铃现象(2)带纯滞后的二阶惯性环节可能产生振铃现象不产生振铃不产生振铃产生振铃！第6页/共17页第六页，共18页。72．振铃幅度数字调节器在单位阶跃输入作用下,第零拍输出与第1拍输出之差.

Ku(z)的一般形式振铃幅度:为Ku(z)(或(D(z)))分母z-1与分子z-1的系数之差第7页/共17页第七页，共18页。8例:带滞后的二阶系统无需展开！第8页/共17页第八页，共18页。93．消除振铃的方法(1)如果有z=-1的极点,找出该极点位置,

并令z=1,则可消除该极点,消除振铃现象.代入前例分母，消除极点z=-1，消除振铃现象。稳态值不变，仅改变瞬态特性。例7.4（教材）(2)根据闭环时间常数的要求，适当选择采样周期。演示：liti7_4xz.mdl第9页/共17页第九页，共18页。10三．纯滞后补偿控制(史密斯预估器)

（理解）1．思路:使滞后了τ的被调量提前反馈到调节器D(s),使D(s)提前动作.（1）不加预估量的分析

当受到控制作用时,输出C(s)、反馈信号、偏差信号都要经过时间τ之后才能起作用。2．控制原理

“迟来的控制”.第10页/共17页第十页，共18页。11不加预估器的闭环传递函数加预估器后的框图U(s)第11页/共17页第十一页，共18页。12大环的反馈信号有延迟,小环的反馈消除了延迟.系统闭环传递函数3．史密斯预估器的计算机实现

第12页/共17页第十二页，共18页。13（1）被控对象是具有纯滞后的一阶惯性系统①预估器的离散传递函数Dτ(z)构造史密斯预估器第13页/共17页第十三页，共18页。14离散化Dτ(z)证:第14页/共17页第十四页，共18页。15②Dτ(z)的计算机实现

改画Dτ(z)的结构图为预估器的差分方程:第15页/共17页第十五页，共18页。16小结:2.史密斯预估器给出Gp(s)为一阶或二阶惯性系统后,对Dτ(s)离散化1.大林算法使加入调节器后的闭环系统传递函数为第16页/共17页第十六页，共18页。jsjkz1717感谢您的观看。第17页/共17页第十七页，共18页。内容总结1。第1页/共17页。(2)求被控对象的Z传递函数G(z)。对具有纯滞后的二阶惯性系统的数字调节器。数字调节器D(z)的输出u(kT)以2T为周期的。Ku(z)在负实轴上有极点，特别是有-1附近的极点将产生振铃。数字调节器在单位阶跃输入作用下,第零拍