计算机控制系统中的离散化设计与数字控制器

"该资源为计算机控制技术的PPT，主要涵盖了离散化设计技术、理想和非理想最小拍无差系统设计以及这些系统的局限性和改进。内容包括计算机控制系统的概念、分类和发展趋势，特别强调了直接数字控制（DDC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）以及可编程控制器系统（PCS或PLC）。此外，还详细讨论了通道接口与信号转换技术，如模拟量输入通道中的采样保持器及其作用和性能指标。" 在计算机控制技术中，离散化设计技术是将连续控制理论应用于数字控制系统的关键步骤。这一技术涉及到将连续时间的控制器转化为离散时间形式，以便在实际的数字硬件上实现。理想最小拍无差系统设计是一种快速响应的控制策略，旨在使系统在最短的时间内达到设定值，且无稳态误差。然而，这种设计方法在实际应用中往往受到硬件限制和非理想条件的影响，如采样时间、量化误差等，导致系统性能下降。 第六章主要介绍了数字控制器的直接设计方法，包括非理想最小拍无差系统的设计。这种设计考虑了实际系统中存在的延迟和量化效应，通过调整控制算法来改善系统性能。最小拍无差系统的局限性在于它们可能对参数变化敏感，且在非线性或不确定性环境下表现不佳。因此，通常需要进行改进，例如采用自适应控制或滑模控制等策略来增强系统的鲁棒性。 计算机控制系统分为多种类型，如直接数字控制（DDC）是最基础的形式，它直接用计算机处理控制信号。集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）则在分布式架构下工作，提高了系统的灵活性和扩展性。可编程控制器系统（PCS或PLC）在工业自动化中广泛使用，具有编程灵活、可靠性高的特点。 在实际的控制回路中，信号的转换至关重要。模拟量输入通道通常包含采样保持器，它的作用是在采样期间保持输入信号的稳定，以确保A/D转换的精度。采样保持器的性能指标包括采集时间和孔径时间，前者定义了输出跟踪输入变化的速度，后者涉及开关动作时间对保持性能的影响。 这个PPT提供了计算机控制技术的全面概览，从基本概念到高级设计方法，再到具体的硬件接口和信号处理技术，对于理解和设计数字控制系统具有重要的参考价值。