控制原理(随笔)

零阶保持器(ZOH)对系统的影响

  1. 粗略的看,视为在系统中加了一个延迟时间为 0.5Ts 的纯延时环节。
  2. 模不变,相角延迟,相位裕度有所损失,系统的稳定程度降低,动态性能指标变差。
  3. 加入ZOH不影响系统的阶数,不改变开环极点,只改变开环零点。
  4. 零阶保持器之所以使用广泛,是因为便于实现。计算机计算的输出会暂时存储在寄存器中,需要读取时,也是从寄存器中读取,上一拍与下一拍修改之前的信号都是定值,因此,读取时就相当于实现了零阶保持器的功能。

连续系统和离散系统转换

理论推导

常用方法:欧拉法和Tustin方法。

  1. 欧拉法采用积分的矩形法则,s在拉普拉斯变换表示微分,将传递函数中的 s 换成下面形式:
    向前差分法:
    s = ( z − 1 ) / T s=(z-1) /T s=(z1)/T
    向后差分法:
    s = ( z − 1 ) / ( T z ) s = (z-1)/(Tz) s=(z1)/(Tz)
    其中, z − 1 z^{-1} z1 表示延迟算子。
  2. Tustin 方法,梯形法则。
    s = [ 2 ∗ ( z − 1 ) ] / [ T ∗ ( z + 1 ) ] s = [2*(z-1)]/[T*(z+1)] s=[2(z1)]/[T(z+1)]

matlab命令

c2d: sysd = c2d(sysc,Ts,'method');
d2c: sysc = d2c(sysd,'method');

method分为:

zoh 零阶保持器
foh 一阶保持器
imp 脉冲不变变换方法
tustin 双线性变换方法

如matlab程序:

Ks=200;JM=0.04*0.09;B=0.02;
h=1/4000;
Gc=tf([Ks],[JM B Ks]);
Gd=c2d(Gc,h) %//默认零阶保持器
Gdd=c2d(Gc,h,'tustin');

梅逊公式

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