6、数字控制中的性能标准与设计流程

数字控制中的性能标准与设计流程

1. 设计方法与流程

1.1 反馈系统设计元素

1.1.1 串联补偿设计结构（经典方法）

串联补偿器的标准结构有其特定形式。给定 (G(z)) 后，需设计合适的 (H(z))。输入方程为 (u(z) = H(z) [r(z) - y(z)]) ，由此可得闭环系统的传递函数 (T(z)=\frac{y(z)}{r(z)}=\frac{G(z)H(z)}{1 + G(z)H(z)}) ，分母 (1 + G(z)H(z)) 是闭环特征多项式。相关误差函数的 (z) - 变换为 (e(z)=\frac{r(z)-y(z)}{1 + G(z)H(z)}) 。

反馈控制中还有其他替代回路结构：
- 输出反馈补偿器设计 ：其输入方程为 (u(z) = r(z) - H(z)y(z)) ，传递函数 (T(z)=\frac{G(z)}{1 + G(z)H(z)}) 。
- 混合串联/反馈补偿器设计 ：这是一种更通用的形式，允许使用误差 “(e)” 和/或输出 “(y)” 进行反馈。

1.1.2 反馈系统设计元素 II

• 状态变量设计结构（现代控制方法） ：给定状态模型 (X(k + 1) = \Phi X(k) + \Gamma u(k)) ， (y(k) = CX(k)) ，需设计合适的 (K) 和 (K_r) 来实现负反馈 (u(k) = K_r r(k) - KX(k)) 。闭环系统的传递函数为 (T(z)=\frac{y(z)}{r(z)}=\