Теория автоматического управления. Часть II. Дискретные системы. Учебное пособие
.pdf
W (z) U (z) |
|
b0 b1z 1 ... bmz n |
|
ц |
X (z) |
|
a0 a1z 1 ... anz n |
|
|
|
|
Соответственно уравнение ЦВУ в операционной форме:
U (z)(a0 a1z 1 ... anz n) X (z)(b0 b1z 1 ... bmz n)
Выполняя теперь обратное z-преобразование и учитывая теорему запаздывания, можно получить рекуррентную формулу
|
1 |
r |
|
1 |
|
u[i] |
b x[i k] |
||||
|
a0 |
||||
|
a0 k 0 |
k |
|||
n
aku[i k], (5.3) k 1
которая связывает текущее значение дискретного управляющего воздействия с текущим и с предыдущими значениями сигнала ошибки, а также с предыдущими значениями управляющего воздействия.
Рекуррентная формула (5.3) легко может быть запрограммирована на ЦВМ. Для реализации программы требуется выполнение операций умножения, сложения и переадресации.
Изложенный метод позволяет синтезировать импульсную систему, оптимальную по быстродействию. Оптимальный переходный процесс достигается за счет выбора амплитуд управляющего воздействия на интервалах заданной продолжительности. В релейных системах, оптимальных по быстродействию, наименьшая длительность процесса достигается выбором моментов изменения знака постоянного по амплитуде управляющего воздействия.
Пример. Непрерывная часть цифровой системы (см. рис. 5.1 б) состоит из фиксатора и двух последовательно соединенных идеальных интегрирующих звеньев:
Wн k
p2
Требуется определить алгоритм управления, обеспечивающий
минимальную длительность переходного процесса при заданных
Т=10 с и k 0.01c 2
Д.п.ф. приведенной непрерывной части системы.
Wц |
(z) |
z 1 |
|
k p2 kT 2(z 1) |
|
z |
|||||
|
|
2(z 1)2 |
|||
Очевидно, что в данном случае l n 2 , kп[1] 2kТ 2 .
61
Оптимальная д.п.ф. цифрового регулятора согласно формуле
(5.2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W (z) |
|
2(z 1)2 / 2kT 2 |
|
|
|
1 2z 1 z 2 |
|
U (z) |
|
z2 |
kT 2(z 1)/ 2kT 2 |
1 |
0.5z 1 0.5z 2 |
X (z) |
|||||
ц |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Отсюда рекуррентный алгоритм уравнения
u[i] x[i] 2x[i 1] x[i 2] 0.5u[i 1] 0.5u[i 2]
Он обеспечивает окончание переходного процесса за два периода повторения.
62
Список литературы
1.Душин С.Е. Теория автоматического управления [Текст]: учеб. для вузов/ С.Е. Душин, Н.С. Зотов, Д.Х. Имаев и др.; - под ред. В.Б. Яковлева. – М.: Высш. шк., 2003. – 567 с.: ил.;
22см. - На обл. авт. не указаны. – Библиогр.: с. 563-567. –
3000 экз. - ISBN 5-06-004096-8.
2.Санковский Е.А. Теория автоматического управления [Текст]: учеб. пособие для вузов/ Е.А. Санковский, А.С. Шаталов; - под ред. А.С. Шаталова. – М.: Высш. шк., 1977. –
448с.: ил.; 22 см. – На обл. авт. не указаны. – Библиогр.: с.
446.– 30000 экз.
3.Брюханов В.Н. Теория автоматического управления [Текст]: учеб. для вузов/ В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов и др.; - под ред. Ю.М. Соломенцева. – 2-е изд., испр. –
М.: Высш. шк., 1999. – 268 с.: ил.; - 21 см. – На обл. авт. не указаны. – Библиогр.: с. 265-266. – 8000 экз. – ISBN 5- 06003600-6.
4.Шаталов А.С. Теория автоматического управления [Текст]: учеб. пособие для вузов/ А.С. Шаталов; - под ред. А.С. Шаталова. – М.: Высш. шк., 1977. – 448 с.: ил.; 22 см. – На обл. авт. не указаны. – Библиогр.: с. 446. – 30000 экз.
5.Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.1. Линейные стистемы [Текст]: учеб. для вузов/ Д.П. Ким. – М.:
ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 288 с.; 21 см. – Библиогр.: с. 280-281.
– 5000 экз. – ISBN 5-9221-0379-2.
6.Никулин Е.А. Основы теории автоматического управления. Частотные методы анализа и синтеза систем [Текст]: учеб. пособие для вузов/ Е.А. Никулин. – СПб.: Питер, 2004. – 640
с.: ил.; 22 см. – Библиогр.: с. 621-622. – 3000 экз. – ISBN 5- 94157-440-1.
7.Пупков К.А. Методы классической и современной теории автоматического управления [Текст]: учеб. в 5-и тт./ К.А. Пупков; - 2-е изд., перераб. и доп. Т.1. – под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 656 с.: ил.; 25 см. – На обл. авт. не указаны. –
Библиогр.: с. 641-647. – 2500 экз. – ISBN 5-7038-2189-4.
63
64
Учебное издание
Рыбак Лариса Александровна
ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ. (Часть II). Дискретные системы
Учебное пособие
Подписано в печать_______________ Бумага для множительной техники
Формат _______ Усл. печ. л.________Тираж _____ экз. Заказ _______
Отпечатано в Белгородской государсвенном технологическом университете им. В.Г.Шухова
308012, Белгород, Костюкова, 46
65
