传递函数离散化计算机控制,计算机控制系统离散化方法

一、 填空

1、 计算机控制系统按控制方式分类，可以分为开环控制和闭环控制。

2、 执行器按动力方式分类，可以分为电动执行器、气动执行器和液动执行器三大类。

3、 线性离散系统差分方程的求解方法通常有迭代法、古典法和变换法三种。

4、 计算机控制系统的离散化设计方法中，最常用的方法是有限拍设计。

5、 数字pid调节器中药整定的参数有比例控制kp、积分控制ti、微分控制td、采样周期四个参数。

6、 计算机控制系统中的复杂控制规律主要有串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制和解耦控制等。

7、 串级控制系统的控制回路分为主控回路和副控回路两大类，与其对应的调节器分别被称为主控调节器和副控调节器。

8、 前馈控制可以分为静态前馈控制、状态前馈控制、前馈-反馈控制和前馈-串级控制等类型。

二、简答题

1.在计算机控制系统中的零阶保持器有何作用？总体来讲，其对控制系统的特性是有利还是不利？为什么？

作用：将采样信号还原成连续信号

有利。因为零阶保持器简单且可用物理装置实现。

2.设计线性离散系统，在对实数极点进行选择时，应尽量选择实数极点在z平面上单位圆的有半圆内，且应尽量使其靠近原点,为什么？

线性离散系统的稳定判据是：线性离散系统稳定的充要条件是系统的z特征方程的所有特征根(极点)z=pi，|pi|<1.题中做法是为了尽量增加系统稳定性。

3.有限无纹波设计与有限拍有纹波设计的主要不同之处是什么？有限拍无纹波调节器会带来一些好处，但是与有限拍有纹波调节器相比付出的代价是什么？

不同点：有纹只要求传递函数gc(z)的零点包含z传递函数hg(z)的单位圆上(z=1除外)和单位圆上的零点；无纹要求gc(z)的零点包含hg(z)的全部零点。

代价：系统的调节时间加长或者调节性能变坏。

4.不完全微分数字pid比完全微分数字pid性能好的根源是什么？

在数字调节器中串接低通滤波器(一阶惯性环节)来抑制高频干扰。

5.简述串级控制系统的主要应用场合。

①用来抑制控制系统的扰动

②用来克服对象的纯滞后

③用来减少对象的非线性影响

三、设计计算题

1、 试由数字pid的位置算式推导出数字pid的增量算式。

由u(k)=kp{e(k)+t/t1∑(j=0~k)e(j)+td/t[e(k)-e(k-1)]}

=kp*e(k)+ki∑(j=0~k)e(j)+kd[e(k)-e(k-1)]得出

u(k-1)=kp*e(k-1)+ki∑(j=0~k-1)e(j)+kd[e(k-1)-e(k-2)]

由上两式，可得δu(k)=u(k)-u(k-1)=kp[e(k)-e(k-1)]+ki*e(k)+kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]