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在单位圆上和外部有零极点的7.7.2G(z)及其数字控制器设计

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:当开环脉冲传递函数G具有单位圆上和单位圆外的极点时,由式可知GB=DGGe在实际上,G单位圆上和单位圆外的极点,一旦参数发生变化,闭环将是不稳定的。令GB包含z﹣1因子;GB包含开环脉冲传递函数G在单位圆上和单位圆外的零点;Ge包含开环脉冲传递函数G在单位圆上和单位圆外的极点。

在单位圆上和外部有零极点的7.7.2G(z)及其数字控制器设计

当开环脉冲传递函数G(z)具有单位圆上(除有一个z=1的极点外)和单位圆外的极点时,由式可知

GB(z)=D(z)G(z)Ge(z)(7-146)

在实际上,G(z)单位圆上和单位圆外的极点,一旦参数发生变化,闭环将是不稳定的。

当开环脉冲传递函数G(z)有单位圆上或单位圆外零点时,由式

可知,它必将成为数字控制器的极点,D(z)将不稳定,其物理实现不可能。

为此,只有延长拍数,以达到物理上可实现。

令GB(z)包含z﹣1因子;

GB(z)包含开环脉冲传递函数G(z)在单位圆上和单位圆外的零点;

Ge(z)包含开环脉冲传递函数G(z)在单位圆上和单位圆外的极点。

由关系式GB(z)=1-Ge(z),求解有关待定系数,最后选定GB(z)和Ge(z)。

例7-32 已知离散系统结构如图7-49所示,采样周期T=0.2s,求D(z),使系统对单位阶跃响应为最少拍响应系统

图7-49 最少拍响应系统

解 求开环脉冲传递函数G(z)

开环脉冲传递函数有一单位圆外的零点(www.xing528.com)

zo=﹣1.065

为此,令

GB(z)=b1z﹣1(1+1.065z﹣1

Ge(Z)=(1-z﹣1)(1+a1z﹣1

由关系式

所以

GB(z)=0.484z﹣1(1+1.065z﹣1

Ge(z)=(1-z﹣1)(1+0.516z﹣1

于是,求得的数字控制器D(z)为

此时,D(z)在物理上是可实现的了。

系统的单位阶跃响应输出为

系统输出从第二拍达到稳态,即延长了一拍达到稳态。

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