于海生版计算机控制技术：数字控制器设计解析

"该资源是关于于海生版的计算机控制技术课程的课件，主要讲解了数字控制器的设计，包括直接设计方法和控制算法的实现。内容涵盖了最少拍无差系统、最少拍无纹波系统以及纯滞后系统的设计，并探讨了直接实现法、级联实现法和并行实现法在控制算法实现中的应用。" 计算机控制技术是一个关键的领域，它涉及到利用计算机对物理系统进行控制。在本课件中，重点讲述了数字控制器的设计，这是现代控制系统的核心部分。数字控制器的设计方法通常基于被控对象的离散模型，通过对离散系统的分析和综合，来优化系统的性能指标，确保其稳定性、准确性和快速性。 5.3章节介绍了数字控制器的直接设计方法，这种方法直接从对象的特性出发，不需要先转换成连续域模型。流程图展示了从分析系统需求到设计控制器的步骤。其中，最少拍无差系统和最少拍无纹波系统是两种常见的设计目标，旨在快速且无误差地响应输入信号。对于含有纯滞后环节的系统，设计时需要特别考虑如何减少这种延迟对系统性能的影响。 5.3.1节讨论了最少拍无差系统。在这个系统中，目标是使控制器能在最短的时间内使系统达到期望的稳态值，同时没有误差。这通常涉及计算控制器的参数，以实现期望的闭环系统响应。 5.3.2节则关注最少拍无纹波系统，除了快速响应外，还强调消除过渡过程中的超调和振荡，提供更平稳的输出。 5.3.3节讨论了纯滞后系统的设计，纯滞后环节会延长系统的响应时间，设计时需要采取措施减小其影响，以提高系统的实时性能。 5.4节探讨了控制算法的实现，包括直接实现法、级联实现法和并行实现法。直接实现法是将控制器直接转化为硬件或软件代码；级联实现法通过串联多个子系统来构建控制器；并行实现法则通过同时处理多个信号段来提高控制速度。 这个课件深入浅出地介绍了数字控制器设计的关键概念和技术，对于理解和掌握计算机控制技术具有很高的价值。学习者可以通过这些内容进一步理解如何根据系统的具体需求设计出合适的数字控制器，并了解如何将设计的算法实际应用于控制系统中。