通过matlab.已知离散系统的结构如图一所示,其中采样周期T,试求r(t)=R_0 1(t)+R_1 t时, (1)G_0 (s)=K/s,(2)G_0 (s)=K/(s(s+1)), 试求系统无稳态误差,在最小拍内结束的数字控制器。(2)要求设计无纹波、有纹波两种数字控制器
时间: 2023-06-12 09:02:07 浏览: 165
对于第一个系统,其传递函数为:
G(s) = K/(s+1)
其中K为比例系数。根据采样定理,采样周期为T时,对于输入r(t) = R_0 1(t) + R_1 t,其离散化的信号为:
r(kT) = R_0 + R_1 kT
因此,系统的数字传递函数为:
G(z) = K/(z-1)
为了保证无稳态误差,需要在数字控制器中加入积分环节。最简单的积分控制器为:
C(z) = 1/z
将数字控制器C(z)和数字传递函数G(z)相乘得到闭环传递函数H(z):
H(z) = K/(z(z-1))
通过求解单位阶跃响应求得系统的最小周期为:
T_min = T/2
因此,当T >= 2T_min = T时,系统能够在最小拍内结束。
对于第二个系统,其传递函数为:
G(s) = K/(s^2+s)
因为系统存在极点在原点,无法通过添加控制器消除稳态误差。因此需要在数字控制器中加入微分环节。最简单的微分控制器为:
C(z) = (2-z)/T
将数字控制器C(z)和数字传递函数G(z)相乘得到闭环传递函数H(z):
H(z) = K(2-z)/(Tz(z-1))
为了设计无纹波数字控制器,需要在微分环节周围加入一阶滤波器。最简单的一阶滤波器为:
F(z) = (1-a)/(1-az^-1)
其中a为滤波系数。将滤波器F(z)和数字控制器C(z)相乘得到新的数字控制器D1(z):
D1(z) = (1-a)/(T(1-az^-1)z)
为了设计有纹波数字控制器,需要在微分环节周围加入二阶滤波器。最简单的二阶滤波器为:
F(z) = (1-a)/(1-az^-1)^2
将滤波器F(z)和数字控制器C(z)相乘得到新的数字控制器D2(z):
D2(z) = (1-a)/(T(1-2az^-1+z^-2)z^2)
以上是针对问题的详细回答,希望能够对您有所帮助。
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