WX微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第四章修

第4章數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法模擬化設(shè)計(jì)方法：對(duì)連續(xù)系統(tǒng)在時(shí)間域或S域內(nèi)討論問(wèn)題，設(shè)計(jì)出模擬調(diào)節(jié)器。數(shù)學(xué)工具：微分方程、拉氏變換最后把D（s）離散化為D（z），求出差分方程u(k)。前面介紹的數(shù)字PID控制器是連續(xù)PID控制器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)，如果控制對(duì)象的特征不是很清楚，使用數(shù)字PID控制可以取得比較滿意的效果。但這種方法以連續(xù)控制為基礎(chǔ)，要求T必須足夠小，一般只能實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單的控制。隨著辨識(shí)技術(shù)的發(fā)展，可以精確獲得某些對(duì)象的特征。若對(duì)象特征已知，則可以根據(jù)采樣系統(tǒng)理論來(lái)設(shè)計(jì)控制器，采樣周期可以比較大，控制質(zhì)量也比較高。該方法是以z變換、脈沖傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)的一種設(shè)計(jì)方法，又稱解析法。在數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中，往往要求系統(tǒng)輸出值盡快地跟蹤期望值的變化，最少拍控制就是適應(yīng)這一要求的直接數(shù)字設(shè)計(jì)方法。下面討論最少拍控制系統(tǒng)的解析設(shè)計(jì)方法，其基本出發(fā)點(diǎn)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定系統(tǒng)的期望特征，然后通過(guò)計(jì)算求得控制器的傳遞函數(shù)。該方法的關(guān)鍵是如何把設(shè)計(jì)指標(biāo)轉(zhuǎn)化成z域中對(duì)脈沖傳遞函數(shù)的要求。

所謂最少拍系統(tǒng)，是指系統(tǒng)對(duì)典型輸入如單位階躍、單位速度或單位加速度輸入具有最快的響應(yīng)，且系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0。最少拍系統(tǒng)也稱為最少調(diào)整時(shí)間系統(tǒng)或最快響應(yīng)系統(tǒng)。在采樣控制系統(tǒng)中，通常把一個(gè)采樣周期稱為一拍。最少拍系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求：（1）準(zhǔn)確性。對(duì)典型的參考輸入信號(hào)，在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，采樣時(shí)刻的輸出值能準(zhǔn)確跟蹤輸入信號(hào)，不存在靜差。（2）快速性。在各種使系統(tǒng)在有限拍內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)準(zhǔn)確跟蹤輸入信號(hào)所需的采樣周期數(shù)應(yīng)為最少。（3）物理可實(shí)現(xiàn)性。數(shù)字控制器必須在物理上是可以實(shí)現(xiàn)的。（4）穩(wěn)定性。閉環(huán)系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。最少拍系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)具有的形式這一傳遞函數(shù)形式表明閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)在K個(gè)采樣周期后變?yōu)榱悖瑥亩馕哆@系統(tǒng)在K拍之內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。對(duì)于脈沖輸入信號(hào)，R（z）=1第四章4.1引言4.2最少拍有波紋系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3最少拍無(wú)波紋系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.4最少拍系統(tǒng)的改進(jìn)4.5達(dá)林算法4.1引言

4.1.1數(shù)字控制器的基本設(shè)計(jì)方法含零階保持器的廣義被控對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)如果已知廣義被控對(duì)象，并且根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求確定出了閉環(huán)傳遞函數(shù)，那么由式（4-4）即可求得所需的數(shù)字控制器。數(shù)字控制器是由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的。思路：已知G(z)和Φ(z)，求D(z)。（1）求帶零階保持器的被控對(duì)象的廣義脈沖傳遞函數(shù)G(z)。（2）根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求以及實(shí)現(xiàn)的約束條件構(gòu)造閉環(huán)z傳遞函數(shù)Φ

(z)。（3）根據(jù)計(jì)算D(z)。（4）由D

(z)確定控制算法并編制程序。問(wèn)題歸結(jié)為：如何由性能指標(biāo)及系統(tǒng)特點(diǎn)，確定Φ(z)。4.1.2最少拍系統(tǒng)對(duì)數(shù)字控制器設(shè)計(jì)的要求一、物理上的可實(shí)現(xiàn)性要求所謂物理上的可實(shí)現(xiàn)性是指數(shù)字控制器當(dāng)前的輸出信號(hào)，只能與當(dāng)前時(shí)刻的輸入信號(hào)以及過(guò)去的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)有關(guān)，而與將來(lái)的輸入信號(hào)無(wú)關(guān)。數(shù)字控制器一般具有下列形式：數(shù)字舟控制掏器滿票足物品理上弄可實(shí)莖現(xiàn)性盤的條亮件：二、柱穩(wěn)定配性要梳求在進(jìn)雁行離始散系講統(tǒng)穩(wěn)零定性跳分析猾時(shí)，藝曾得吐到如濃下結(jié)論：離分散系山統(tǒng)的采穩(wěn)定盆性條接件是系統(tǒng)廢脈沖群傳遞鵝函數(shù)默的特丟征根感必須導(dǎo)全部表在單準(zhǔn)位圓違內(nèi)，即系統(tǒng)閉的特邁征方棄程式旨為：在進(jìn)蒜行數(shù)競(jìng)字控輪制器胳設(shè)計(jì)枝過(guò)程駱中，異如果G(順z)中存輩在單煌位圓茂外的基零點(diǎn)搬或極熄點(diǎn)（兄即不疏穩(wěn)定恐零、叨極點(diǎn)向），貧簡(jiǎn)單法地用D(進(jìn)z)的極點(diǎn)瞧（或雄零點(diǎn)瀉）來(lái)抵脊消G(奴z)的不穩(wěn)劫定零禮點(diǎn)（腫或不隨穩(wěn)定姐極點(diǎn)壩），那么屢在理論器上可遲得到英一個(gè)股穩(wěn)定喬的控悄制系債統(tǒng)。但是款，這倍種穩(wěn)固定是瞇建立唯在被弟控對(duì)中象的腳不穩(wěn)布定零嶺點(diǎn)（界或不植穩(wěn)定芝極點(diǎn)鍵）被妹控制膛器的終極點(diǎn)問(wèn)（或填零點(diǎn)膏）準(zhǔn)雨確抵乳消的怖基礎(chǔ)唇上的麗。在華實(shí)際五控制腔過(guò)程牢中，由于戰(zhàn)存在鐘系統(tǒng)僵參數(shù)盯辨識(shí)扁的誤擔(dān)差，害以及爺參數(shù)螞隨時(shí)凍間的盛變化墓，這檔類抵登消是懲不可肯能準(zhǔn)儲(chǔ)確實(shí)喚現(xiàn)的習(xí)。假定洗被控股對(duì)象只含識(shí)一個(gè)蹦不穩(wěn)收定的畫極點(diǎn)，觀籠察簡(jiǎn)石單地閱用D(潑z)的零膨點(diǎn)來(lái)陶抵消G(洗z)的不輩穩(wěn)定管極點(diǎn)鈔的后膀果。式中妖，為被控對(duì)象的不穩(wěn)定極點(diǎn)，不包含不穩(wěn)定的零、極點(diǎn)。如果粒被控篩對(duì)象遠(yuǎn)的不踢穩(wěn)定補(bǔ)極點(diǎn)居準(zhǔn)確池為z=喪p，那越么當(dāng)切形成丹閉環(huán)根時(shí)，G(制z)的的鹿這一躍不穩(wěn)牲定極借點(diǎn)被D(坦z)的z=孩p的零渡點(diǎn)抵鏈消，翁得到直的閉匙環(huán)傳覺(jué)遞函崖數(shù)可招以不趴包含杠不穩(wěn)填定的哨極點(diǎn)恥，系棚統(tǒng)可情以是疫穩(wěn)定攏的。但是，由于辨識(shí)誤差或參數(shù)漂移等原因，實(shí)際被控對(duì)象的不穩(wěn)定極點(diǎn)可能與p有一個(gè)偏差△p，即實(shí)際被控對(duì)象的不穩(wěn)定極點(diǎn)為：結(jié)論尋：在最炭少拍防系統(tǒng)司設(shè)計(jì)毛中，G(獲z)和D(村z)不允奶許不液穩(wěn)定求零、鑒極點(diǎn)刻之間技的相睜互抵月消。由式縱（4-粗1）可毀知，么最少樣拍系譽(yù)統(tǒng)的部閉環(huán)冷傳遞彼函數(shù)Φ(z磁)為z-1的有掠限多驅(qū)項(xiàng)式類。此停時(shí)閉肝環(huán)系圈統(tǒng)的遣特征蠅方程戴為：當(dāng)充分小時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)將有一個(gè)十分接近的單位圓外極點(diǎn)。

G(彎z)不穩(wěn)區(qū)定零某、極遇點(diǎn)的復(fù)處理公方法厚：以零笨點(diǎn)的凱形式碧把G(憶z)的不穩(wěn)胃定零捏點(diǎn)包含牙在Φ(咐z)中；同時(shí)裕把G(賞z)的不穩(wěn)蠢定極玩點(diǎn)包含嬌在1-冊(cè)Φ(z從)中，仇作為船其零隨點(diǎn)。G(紅z)不穩(wěn)略定零按、極敵點(diǎn)的騎處理傭方法宵：三、從最少秩拍系咸統(tǒng)的名穩(wěn)定討誤差系統(tǒng)己的誤成差不斷僅于壤本身頁(yè)的結(jié)沾構(gòu)和棉參數(shù)物相關(guān)破，而且豎于輸池入函有數(shù)有故關(guān)。三、婚最少饒拍系芽統(tǒng)的射穩(wěn)定勤誤差最少飛拍系曬統(tǒng)要示求的判誤差驢采樣輸值在壓最少底拍內(nèi)編達(dá)到蜜并保斤持為零隊(duì)。假鞋定存鵲在一滔個(gè)正洲整數(shù)N，當(dāng)n≥佳N時(shí)，吊恒有e(蜘n)=厲0,那么歷上式傷所示舟的E(傷z)為有陶限的裹多項(xiàng)紙式。且N越小勒越好休，這甲就是沉最少槍拍設(shè)知計(jì)的否原則頭。由（4-代16）可爺知，Φ(妖z)應(yīng)具堡有（4-喊1）的既形式漏，且千項(xiàng)數(shù)勤越小隔越好萌。最少喪拍系菌統(tǒng)是竹針對(duì)濱典型克輸入際進(jìn)行寇設(shè)計(jì)秋的，待主要廊的輸入函蛇數(shù)及憲其Z變換媽形式假如下褲：?jiǎn)挝粏犭A躍噴輸入琴：?jiǎn)挝恍退俣惹л斎雱ⅲ簡(jiǎn)挝粫x加速勵(lì)度輸這入：典型華輸入Z變換亡的一對(duì)般形輝式為男：A(z)為不鑰包含(1-拿z-1)因子書的關(guān)以于z-1的多秋項(xiàng)式上式田即系予統(tǒng)穩(wěn)態(tài)銹誤差森為零花的條駛件。根據(jù)婦準(zhǔn)確吸性要襯求，輕系統(tǒng)聽(tīng)無(wú)穩(wěn)覽態(tài)誤旗差，門而：又根拘據(jù)終嶺值定誕理：4.憂2最少機(jī)拍有退波紋謠系統(tǒng)嚼的設(shè)撿計(jì)最少裳拍系矮統(tǒng)設(shè)流計(jì)中吵，Φ(耗z)滿足領(lǐng)上式漂只能皺保證穩(wěn)態(tài)顯誤差改為零。而狀對(duì)采墳樣點(diǎn)薄之間奮的輸齡出響烤應(yīng)不符做任遠(yuǎn)何要壇求。因此貧采樣稱點(diǎn)之揉間的償輸出殊可能臥是有晴波動(dòng)沖的，膽這種顏波動(dòng)懷通常槍成為“肺波紋緣瑞”。波紋超不僅黎造成徑采樣塊點(diǎn)之南間存疲在偏哄差，示而且?jiàn)W消耗絮能力嫌，增寇加機(jī)爪械磨原損。1T2T3T4Tc(t)xxxxx4.仰2最少前拍有減波紋貞系統(tǒng)溉的設(shè)你計(jì)4.迷2.身1特殊第情況蘿下最唇少拍歷有波憐紋系唱統(tǒng)的燙設(shè)計(jì)若取M=句m，F(xiàn)3（z）=1，這欄樣Φ(z糟)含有計(jì)的項(xiàng)諷最少例4-筑1某計(jì)懲算機(jī)鑰控制練系統(tǒng)壟如圖4-懸1所示吩，被池控對(duì)名象為采樣叮周期職為1s，輸號(hào)入為逗?jiǎn)挝坏八俣茸篮瘮?shù)兔，試孕設(shè)計(jì)漿最少武拍有染波紋叮系統(tǒng)緊的數(shù)礙字控垂制器D(酒z)。解：輸入慎為單傻位階掠躍函草數(shù)時(shí)y(t)xxxxx1T2T3T4T系統(tǒng)常經(jīng)過(guò)2T后y(nT)=r(nT),t姐=T時(shí)超垃調(diào)量吊達(dá)到10魚0%。輸入么為單夠位加棄速度卵函數(shù)寄時(shí)nTC1284誤差獲產(chǎn)生獲的原注因因?yàn)門=早1s，所佛以系刮統(tǒng)的孝穩(wěn)態(tài)警誤差e(需∞)塞=1墓;G(欲z)不穩(wěn)抖定零狂、極娃點(diǎn)的翅處理惠方法炎：最少婆拍系光統(tǒng)是救針對(duì)纏典型繼輸入錦進(jìn)行將設(shè)計(jì)旺的，敲主要片的輸入函灶數(shù)及愿其Z變換瞞形式稍如下駛：?jiǎn)挝环孰A躍叢輸入約：?jiǎn)挝蝗杆俣戎斎攵迹旱湫蛻?zhàn)輸入Z變換瞧的一吹般形鬧式為孕：穩(wěn)態(tài)黨誤差僵為零泰的條燒件：若取M=保m，F(xiàn)3（z）=1，這圾樣Φ(z趕)含有念的項(xiàng)陡最少4.佛2最少群拍有歷波紋芝系統(tǒng)東的設(shè)手計(jì)4.赤2.徑1特殊領(lǐng)情況品下最匪少拍凳有波熊紋系膜統(tǒng)的醬設(shè)計(jì)從上畏述最暈少拍附有波參紋系柴統(tǒng)的繡設(shè)計(jì)浴可知摔，只要他確定城了輸馬入函細(xì)數(shù)的老形式，就效可以鬼根據(jù)譯表4-當(dāng)1求得瓦控制貪器，同時(shí)揪系統(tǒng)端的閉列環(huán)傳遵遞函懸數(shù)也拒被唯塊一地磨確定中了。因此閉，固昆有部待分特循征不溪同的難系統(tǒng)宰，對(duì)于吧相同嗽的典采型輸兩入，愿其輸避出響也應(yīng)都遣是相件同的睬。但是設(shè)，這種跌設(shè)計(jì)寺方法桂存在慌一定辭的局喊限性.但是棉，這摩種設(shè)核計(jì)方津法存惰在一急定的規(guī)局限符性，助對(duì)廣敘義被撞控對(duì)豈象G(眨z)有一崇定的惰要求祥，即：不含跪不穩(wěn)針定零揭點(diǎn)，河不包較含單位負(fù)圓外的極逮點(diǎn)，允許辱含有無(wú)單位點(diǎn)圓上痕的極貼點(diǎn)，但仔其極佛點(diǎn)數(shù)母目甲（m由典釋型輸缸入函諷數(shù)確亭定，邀對(duì)于陣單位稿階躍嚴(yán)輸入漢、單儀位速舉度輸蟻入和蠟單位章加速賤度輸皂入，m=逝1,泛2,愿3），可以康含有惹純延湯遲環(huán)科節(jié)，盼但其蚊方次虧為1。4.解2.愧2不穩(wěn)月定零氧、極禾點(diǎn)分飼布與袋最少危拍有郵波紋蘆系統(tǒng)膏設(shè)計(jì)實(shí)際屯系統(tǒng)吉中往叮往不頁(yè)能滿謎足上溝述特錢殊情完況的擔(dān)要求文，這處時(shí)最旱少拍課有波韻紋系京統(tǒng)設(shè)鋼計(jì)原咸則應(yīng)灶有相眼應(yīng)的鍋限制挺條件晚，應(yīng)企遵循榮下述攏原則擾：（1）根攔據(jù)式聾（4-母13）和嚴(yán)式（4-虛21），派確定悶；若取M=家m，F(xiàn)3（z）=1，這謙樣Φ(z研)含有潔的項(xiàng)間最少注意潛：若扯廣義替被控失對(duì)象生含有單位他圓上的極欠點(diǎn)怎得么辦澆？若G(z)有k個(gè)z＝1的極點(diǎn)，可將(1-z-1)k從

分離出來(lái)與(1-z-1)m合并為：(1-z-1)j，j=max(k,m)設(shè)計(jì)氏原則弓中的撤（1）本風(fēng)質(zhì)上駁是對(duì)抵穩(wěn)態(tài)血誤差僅為零怒的條捆件和帳穩(wěn)定絕條件帳的綜卷合。（2）根蝕據(jù)式最（4-堪12）確欄定般，并補(bǔ)且應(yīng)蠅包含G(姿z)分子附中的族因酒子，遼且方染次相吊等；（3）D(直z)在物齡理上窩應(yīng)是籃可實(shí)主現(xiàn)的刊有理疏多項(xiàng)寺式。例4-機(jī)2計(jì)算再機(jī)控母制系決統(tǒng)如阿圖4-徐1所示院，被棗控對(duì)贊象的航傳遞儲(chǔ)函數(shù)采樣幫周期程為1s，試亂針對(duì)單位尤階躍艇輸入，設(shè)裹計(jì)最尾少拍轟有波少紋數(shù)嫌字控似制器嘉。解：不穩(wěn)掀定零商點(diǎn)：z=成-1柏.1遠(yuǎn)4不穩(wěn)來(lái)定極抓點(diǎn)：z=孔1純滯傘后環(huán)屢節(jié)：p=陸1穩(wěn)態(tài)蔥誤差親為零銹的條建件：穩(wěn)定侮條件土：穩(wěn)態(tài)癥誤差筒為零駝的條槽件：穩(wěn)定食條件白：綜合俘得：Φ(z)與1-Φ(z)的階蓬次應(yīng)謀該相禾同。長(zhǎng)除鐮法：4.鉤2.險(xiǎn)3最少齒拍有煎波紋萬(wàn)系統(tǒng)拿存在劣的問(wèn)樂(lè)題（1）針帶對(duì)某濃一種臉輸入輝所設(shè)樂(lè)計(jì)的網(wǎng)最少衰拍有喘波紋筋控制涌器，饅對(duì)其劃他輸眠入信壩號(hào)的誕適應(yīng)貞性差將。（2）最膠少拍猜有波剃紋系永統(tǒng)對(duì)敬參數(shù)轎的變撤化很舌敏感欣。最牲少拍提設(shè)計(jì)振是在冠理想錯(cuò)結(jié)構(gòu)鴉和參因數(shù)條犁件下帝得到狂的理到想結(jié)葬果，撈但在踐實(shí)際梁系統(tǒng)息中，霸隨著江環(huán)境瓣、時(shí)弄間等驅(qū)條件健的變蝕化，虎必將幫引起途系統(tǒng)炊性能恒變壞轎。（3）存洞在波然紋。絕最少笛拍有吃波紋也系統(tǒng)診設(shè)計(jì)照只保候證在水采樣圣點(diǎn)上鈔穩(wěn)態(tài)離誤差叛為零危，而朽在采符樣點(diǎn)珍之間犯輸出江響應(yīng)具是波剖動(dòng)的肥。這嚼種波宜紋不大僅影禿響系隙統(tǒng)質(zhì)菜量，破而且摸會(huì)增丸加功息率損金耗和苗機(jī)械慶磨損側(cè)。（例4-秋1）電機(jī)漢轉(zhuǎn)速腎計(jì)算呆機(jī)控令制系排統(tǒng)R(s)D(z)G0(s)G(s)+

-E(z)U(z)Y(s)V(s)其中煙：——零階保持器——電機(jī)+減速器Y(決s)——電機(jī)妻轉(zhuǎn)速4.渡3最少煩拍無(wú)戶波紋畫系統(tǒng)劍的設(shè)唱計(jì)4.暗3.邊1波紋溫產(chǎn)生廈的原神因4.選3最少溫拍無(wú)尤波紋鴿系統(tǒng)厲的設(shè)話計(jì)4.臂3.移1波紋龍產(chǎn)生唯的原搏因?qū)?-渡1所述籍的計(jì)惜算機(jī)捐控制松系統(tǒng)也，針格對(duì)單微位速曾度輸撓入設(shè)券計(jì)出撓的最頭少拍綿有波剛紋控成制器見(jiàn)為1T2T3T4T5Tu0.50.4

0.3

0.2

0.10.0-0.1-0.31T2T3T4Ty(t)xxxxx4.進(jìn)3.吩2消除范波紋蹤蝶的附覽加條座件為了侄消除斥波紋鮮，在耳確定臨的典慈型輸霸入函鹽數(shù)作熊用下朝控制拼信號(hào)u(煉n)的變橡化過(guò)稍程應(yīng)在有爬限拍濫內(nèi)結(jié)刊束，所以潔應(yīng)種使為嘗的型有限概多項(xiàng)偏式。R(s)D(z)G0(s)G(s)+

-E(z)U(z)Y(s)V(s)式(4劑-3手6)為最樹(shù)少拍棗無(wú)波孟紋系旋統(tǒng)的附附加勾約束絲式條件越，簡(jiǎn)卵稱無(wú)波纖紋條隔件。無(wú)紀(jì)波紋蜓條件萄實(shí)際賠上包美含了疤穩(wěn)定能條件級(jí)對(duì)閉騰環(huán)傳鞭遞函除數(shù)的熄要求苦。P(z)、Q(z)分別頃是G(z)的零觀點(diǎn)和威極點(diǎn)員多項(xiàng)微式最少圖拍無(wú)盆波紋彎系統(tǒng)瘦的設(shè)典計(jì)，度除滿需足最少雞拍有仍波紋旋系統(tǒng)鞏的一爛切設(shè)財(cái)計(jì)要賓求外，還必養(yǎng)須使Φ(z)包含G(z)的所贈(zèng)有零掛點(diǎn)。在設(shè)步計(jì)最銜少拍獎(jiǎng)無(wú)波遙紋系敗統(tǒng)時(shí)踩，就波可根暢據(jù)式奪（4-籃21）、側(cè)式（4-擠13）和穴式（4-礦36）來(lái)愛(ài)確定帝閉環(huán)疑傳遞好函數(shù)竟：穩(wěn)態(tài)科誤差鑒為零窮的條票件：穩(wěn)定誦條件孤：無(wú)波住紋條蹦件梅：例4-濱3計(jì)算姐機(jī)控咬制系妥統(tǒng)仍沃如例4-禽1所述假，針亦對(duì)單南位階釀躍輸軟入設(shè)恐計(jì)最純少拍熄無(wú)波沫紋數(shù)鵝字控松制器臉。解由例4-授1可知鐵，廣挽義對(duì)昨象的保傳遞垃函數(shù)卵為穩(wěn)態(tài)職誤差及為零榨的條藍(lán)件：穩(wěn)定毫條件宅：無(wú)波指紋條脹件岔：綜合暈得：例4-鋸4計(jì)算嘉機(jī)控泥制系讓統(tǒng)如嬸圖4-飲1所示圾，被擊控對(duì)朽象的傾傳遞尚函數(shù)熔為輸入選為單意位階沾躍函鞋數(shù)，環(huán)采樣肥周期1s。試森設(shè)計(jì)齡最少種拍無(wú)曠波紋眾數(shù)字方控制含器。解：塵系統(tǒng)手廣義表對(duì)象僑傳遞夏函數(shù)漏為在設(shè)頌計(jì)最虜少拍進(jìn)無(wú)波填紋系驗(yàn)統(tǒng)時(shí)預(yù)，就吹可根艷據(jù)式泉（4-餓21）、咬式（4-圖13）和智式（4-獨(dú)36）來(lái)緣瑞確定避閉環(huán)煩傳遞過(guò)函數(shù)袍：穩(wěn)態(tài)忌誤差釋為零春的條厲件：穩(wěn)定帆條件倆：無(wú)波躁紋條筍件會(huì)：4.屑4最少久拍系壇統(tǒng)的考改進(jìn)4.紀(jì)4.權(quán)1阻尼意因子貨法4.帆4.倍2非最沿少拍陰有限槐拍控黎制4.章4最少凡拍系膚統(tǒng)的線改進(jìn)4.炎4.艙1阻尼威因子闖法從例4-嚇1的分麻析可踢以看押出，灶最少扣拍系芽統(tǒng)對(duì)略輸入矛信號(hào)竄的適應(yīng)毛性較貢差。4.共4.沖1阻尼短因子亦法阻尼投因子快法是播針對(duì)摧最少傲拍系齊統(tǒng)只能傍適用鏈于特強(qiáng)定的搖輸入低類型，對(duì)鄉(xiāng)豐其他單輸入陸不能絹取得來(lái)滿意躁效果鐮而采霸用的提一種也改進(jìn)煩方法化，該仇方法飛是在松誤差遠(yuǎn)對(duì)系未統(tǒng)輸言入的秤傳遞塔函數(shù)勺中皂，引進(jìn)丙阻尼駱因子概項(xiàng)：采用儉阻尼炕因子傲法后松，系差統(tǒng)已濟(jì)不可漏能在買最少污拍內(nèi)峰準(zhǔn)確壟達(dá)到暗穩(wěn)定滑，只勇能逐山漸地蠻趨于深穩(wěn)定伶，然敘而系掃統(tǒng)對(duì)克輸入騎類型贊的敏分感程秤度卻膚因此鑄降低挨了，所以嶺系統(tǒng)貸性能盞的改漲善是風(fēng)以降沙低響柏應(yīng)速毀度為弱代價(jià)都的。通峽過(guò)選倚擇合蕉適的敲參數(shù)a，可副以使安系統(tǒng)圈對(duì)不黨同類豬型的則輸入神均做喝出較斜好的虜響應(yīng)汽。參數(shù)a可通愁過(guò)試鼠湊法跑來(lái)確股定。下面幅仍以鉗例4-愛(ài)1為例廊，分理析采敬用阻晚尼因盞子法害后系直統(tǒng)輸雹出響景應(yīng)的腳情況豆。前姓面按單位泳速度輸入膽設(shè)計(jì)蓬最少妖拍系吐統(tǒng)，系期望層的閉防環(huán)脈坊沖傳博遞函溜數(shù)為該系口統(tǒng)對(duì)鳴單位挑速度題輸入千響應(yīng)徒為:系統(tǒng)犧對(duì)單徒位速搭度輸袋入的東響應(yīng)閱仍是銳比較斤快的綿。系統(tǒng)凍對(duì)單特位階北躍輸缸入的撓響應(yīng)厘為:與最斯少拍歉有波猴紋系瞞統(tǒng)設(shè)粒計(jì)方材法相仔比，炎系統(tǒng)測(cè)的超調(diào)陪量由10接0%降到50鵝%，適躺應(yīng)性紡有了悔明顯樣提高飾。但是爆，對(duì)獅于系照統(tǒng)加奇速度勿輸入尼，系援統(tǒng)的展靜差煮為與最監(jiān)少拍蜂有波綠紋系送統(tǒng)設(shè)菊計(jì)方仗法相順比，蘭系統(tǒng)絕的靜禾差提糊高了犧一倍貴?？商纫?jiàn)，阻尼敗因子壯法并悲不能川改善烤對(duì)所洽有輸緩入的被響應(yīng)族。阻尼塞因子胞法只首適用獲于輸咬入類駕型不形多的加情況拾。若疏要使質(zhì)控制疤系統(tǒng)浮適應(yīng)賊面廣破，則榜可針施對(duì)各污種輸點(diǎn)入類深型分宇別設(shè)乞計(jì)。系統(tǒng)旨工作耗時(shí)，緊根據(jù)聞?shì)斎敕e類型角，通數(shù)過(guò)在或線換繁接程稻序的墨辦法辰，達(dá)宅到改慌善系果統(tǒng)對(duì)惰不同咐輸入極適應(yīng)獲性的寬目的終。由此缺可見(jiàn)屢，最號(hào)少拍羅系統(tǒng)殘對(duì)不繭同輸愉入類膀型適北應(yīng)性子差的問(wèn)將題，伙可以煎通過(guò)刊阻尼蓮因子創(chuàng)法得吧以解稈決。4.型4.鳳2非最驕少拍填有限船拍控叮制前面供還指凈出了掠最少犯拍有柿波紋鏈系統(tǒng)斬存在典著對(duì)參數(shù)株變化禿過(guò)于蹦敏感毒的問(wèn)飄題。下面迫我們得來(lái)觀朋察一腿下參細(xì)數(shù)變瘋化對(duì)鐮最少揮拍系牽統(tǒng)的游影響銅。例4-階5如圖4-殼1所示招系統(tǒng)謹(jǐn)，被副控對(duì)炒象為珠一階驗(yàn)慣性久環(huán)節(jié)避，廣旨義對(duì)竹象的砌傳遞辱函數(shù)采樣順周期T=定1s。試氣針對(duì)思單位風(fēng)速度悼輸入啊，按唱照最帽少拍久有波旱紋系犯統(tǒng)設(shè)鑼計(jì)數(shù)產(chǎn)字控墻制器D(跑z)，并聚觀察徑系統(tǒng)劫參數(shù)鼓變化涼對(duì)輸簽出的襖影響巧。解：由表4-塞1可知伐，對(duì)桃于單活位速大度輸鍋入，亂可得前到數(shù)杠字控惜制器根據(jù)Φ(z偶)，可享知，遞對(duì)于謹(jǐn)單位慨速度鈴輸入旦，系統(tǒng)袖第二瘦拍開(kāi)羽始完炎全跟小蹤輸籮入。如果帳被控抓對(duì)象目的時(shí)乳間常揮數(shù)發(fā)快生變換化，碗使廣棄義對(duì)等象脈頭沖傳遞蛾函數(shù)克變?yōu)榇澹耗敲窜夐]環(huán)抄脈沖毛傳遞撓函數(shù)滾將變靜為：在單敏位速獸度輸兵入情球況下凡，系闊統(tǒng)的叫輸出吐為：輸出豎序列建為0，0，2.躲4，2.瘦4，4.家44，4.徑56，6.猶38蕉4，…，與期店望輸宴出值0，1，2，3，4，…相差摘較大缸，如毯圖4-賺6所示盤。如果索在最白少拍韻系統(tǒng)充設(shè)計(jì)竟的基歉礎(chǔ)上慣，將1-Φ(z泡)乘以z-1的多擠項(xiàng)式，即跡：把閉則環(huán)傳棒遞函激數(shù)Φ(z踢)中z-1的冪兆次適那當(dāng)提隙高一卻到二準(zhǔn)階，幫那么聚這時(shí)憶系統(tǒng)貫已不墓再是省最少吊拍了幣，但塑仍為盒有限絨拍系鳴統(tǒng)。在確云定Φ(z藏)時(shí)，贈(zèng)通過(guò)域選擇理適當(dāng)過(guò)的待廊定系決數(shù)fi，從諸而降捧低系鐘統(tǒng)對(duì)怠參數(shù)餐變化奇的靈并敏度溪。4.如5純滯辦后對(duì)殺象的倦控制悠算法——達(dá)林攻算法由于燒被控制陡對(duì)象鴉模型褲的不晚精確些性、告參數(shù)傍隨時(shí)妖間的休漂移磚性以經(jīng)及含保有純旅滯后局環(huán)節(jié)，如徑果要棚使控紙制系者統(tǒng)的汗輸出莫值在冰最少教拍內(nèi)冒到達(dá)倚穩(wěn)態(tài)處，則現(xiàn)不但襖不能拌達(dá)到樹(shù)預(yù)期旦的效堤果，嚼反而傭會(huì)產(chǎn)授生較頁(yè)大的壟系統(tǒng)甩超調(diào)可和振范蕩。因此虛，在部這種件情況徑下，邀采用杠最少小拍系嫁統(tǒng)設(shè)構(gòu)計(jì)方予法是騾不合集適的孫。這辟類控歲制系捎統(tǒng)對(duì)快鄙速性仁的要鐵求是災(zāi)次要憂的，礦允許尤有較道長(zhǎng)的債調(diào)整裕時(shí)間樓，其靠主要揪指標(biāo)系是系眼統(tǒng)無(wú)幫超調(diào)戰(zhàn)或超擺調(diào)量煤很小最。達(dá)林無(wú)（Da看hl屑in）提奸出了患一種牌控制李算法——達(dá)林士算法娃。4.技5.券1達(dá)林軌算法脈的設(shè)記計(jì)原晃則達(dá)林起算法虜?shù)脑O(shè)抹計(jì)準(zhǔn)猶則是鹽，在途選擇料閉環(huán)有傳遞葛函數(shù)Φ(z前)時(shí)，車采用付相當(dāng)是于一階啄慣性宏環(huán)節(jié)丘的Φ(z圓)來(lái)代便替最少源拍設(shè)六計(jì)中z-1多項(xiàng)顛式，如述果被原控對(duì)診象中抖含有拿純滯經(jīng)后環(huán)德節(jié)，齊則Φ(z抬)中還率要包粱含同界樣的駱純滯銅后環(huán)沿節(jié)。即：盲使閉環(huán)纖傳遞的函數(shù)為包含純滯愈后環(huán)飼節(jié)的一階替慣性蓬環(huán)節(jié)，且滯后趕時(shí)間鑼與被肺控對(duì)鞠象的屈滯后陽(yáng)時(shí)間撕相同。4.泊5.恩1達(dá)林嬌算法砍的設(shè)鹽計(jì)原途則假定臉被控觸對(duì)象勒含有圖滯后部時(shí)間庫(kù)為利的恨純滯妖后環(huán)狐節(jié)，瘦期望由的一許階慣僚性環(huán)默節(jié)的債時(shí)間每常數(shù)嫂為渴，則緩期望柳的閉燈環(huán)傳智遞函壘數(shù)為為簡(jiǎn)在單起沖見(jiàn)，截設(shè)τ=N煙T，N為正造整數(shù)座，即τ為T的整喚數(shù)倍仇。（1）當(dāng)挑連續(xù)佛系統(tǒng)諸的被狼控對(duì)充象為蹄帶純畏滯后鑄的一階表慣性減環(huán)節(jié)時(shí)（2）當(dāng)窩連續(xù)忌系統(tǒng)栽的被范控對(duì)念象為棟帶純過(guò)滯后灑的二階廳慣性兩環(huán)節(jié)時(shí)例4-桑6已知角被控記對(duì)象陣的傳牽遞函筋數(shù)為采樣雹周期辣為1s，設(shè)級(jí)期望凱的閉至環(huán)系科統(tǒng)為巷時(shí)間緊常數(shù)清的盜一階喂慣性攤環(huán)節(jié)憐，并瞧帶有1個(gè)采朋樣周機(jī)期的吵純滯份后。潤(rùn)試用宿達(dá)林磁算法頁(yè)，求存數(shù)字倦控制盟器。解：4.槳5.競(jìng)2振鈴拐現(xiàn)象俘及其詠抑制在例4-奸6中，右當(dāng)輸贏入為由單位廟階躍爛函數(shù)簡(jiǎn)時(shí)，陣系統(tǒng)艘輸出割為:系統(tǒng)已輸出送序列清按期卵望的選指數(shù)樂(lè)形式漸變化本，但控制頌量序焦列有大正幅度覆的擺奏動(dòng)