间,根据Z变换的定义:
E(z)
e(kT)z
k 0
k
=
e(0) e(T)z
1
e(2T)z
2
e(3T)z
3
e(kT)z
k
(1-5)
由式(1-5)就可知道e(0),e(T),e(2T), ,e(kT), 。有限拍系统就是要求系统在典型的输入作用下,当k≥N时,e(kT)为恒定值或e(kT)等于零。N为尽可能小的正整数。由式( 1-3)得
E(z) Ge(z)R(z) Ge(z)
A(z(1 z
1 1
))
m
(1-6) 在特定的输入作用下,为了使(1-6)式中E(z)是尽可能少的有限项,必须合理地选择Ge(z)。若选择Ge(z)=(1
z
1
)
M
F(z) M≥m.F(z)是z
1
的有限
多项式,不含有(1-z 1)因子。则可使E(z)是有限多项式。当选M=m,且F(z)=1时,不仅可以使数字调节器简单,阶数比较低,而且还可以使E(z)的项数较少,因而调节时间ts较短,据此,对于不同的输入,可以选择不同的误差Z传递函数。有限拍设计的方法、过程及其结构虽然简单明了,但是在设计的过程中我们还是要注意到以下问题: (1)有限拍系统对输入形式的适应性差; (2)有限拍系统对参数的变化很敏感; (3)采样频率的上限受到饱和特性的限制;
(4)有限拍系统不能保证采样点之间的误差为零或恒值,系统存在纹波,纹波对系统的工作是有害的。故为保证采样点之间的误差为零或恒值,需进行有限拍无纹波的设计。
1.2 有限拍无纹波设计
有限拍系统采用Z变换方法进行设计,采样点上的误差为零,不能保证采样点之间误差值为零,有限拍系统的输出响应在采样点之间存在纹波。纹波不仅造成误差,也能消耗功率,消费能量,而且造成机械摩损。有限拍的设计要求是在系统的典型输入作用下,经过尽可能少的采样周期以后,系统达到稳定。并且,在采样点之间没有纹波。波动是零阶保持器的输入e2(kT)的波动造成的。有限拍无纹波设计就是要求当k≥N时,e2(kT)保持恒值,或为零,N为某正数。
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