220 第十章 數位控制系統

25  Download (0)

Full text

(1)

第十章 數位控制系統

10-1 導言

數位計算機可用作回授控制系統中的補償器或控制 器,因為電腦只在特定的時間間隔接收資料,所以有必要發 展描述及分析計算機控制系統性能的方法。電腦系統使用在 預定時間間隔取樣的資料,形成訊號的時間系列,這些時間 系列稱為取樣資料,可轉換至 s 域,最後以 z=esT的關係轉換 至 z 域,以 z 表示的複數頻域有類似於拉氏轉換在 s 域的性 質。

吾人可使用轉換函數的 z 轉換分析系統的穩定性與暫態 響應,因此可用數位計算機當作補償器或控制器,就可決定 閉迴路回授系統的響應,亦可用根軌跡法決定特性方程式根 的位置。這些計算機控制系統廣泛使用於工業界,在工業程 序的控制也扮演重要角色,工業程序使用電腦與致動器,共 同操作及執行一連串的工作。

在數位計算機的價格和可靠性大大改善後,在近二十年 間,使用電腦作為補償器或控制器日漸增多。單迴路數位控 制系統的方塊圖如圖 13.1 所示,系統中的數位計算機接收數 位形式的誤差,再執行計算,以提供數位形式的輸出,電腦 可用程式來提供輸出,使得程序的性能接近或等於要求的性 能。許多電腦能夠接收並處理多個輸入,所以數位計算機控 制系統通常是多變數的系統。

(2)

10-2 電腦控制系統的應用

圖 13.1 電腦控制系統方塊圖,包含訊號轉換器

圖 13.2 英代爾微處理器的發展,以 百萬電晶體為單位。

(3)
(4)

10-3 取樣資料系統

應用在控制系統的電腦,以訊號轉換器連接致動器和程 序,電腦的輸出經由數位/類比轉換器處理,假設所有進入或 離開電腦的數字,依固定

圖 13.4 數位控制系統

(5)
(6)

10.4

(7)
(8)
(9)
(10)
(11)

10.5

(12)
(13)
(14)

10.6

(15)
(16)

10.7

(17)
(18)
(19)

10.8

(20)
(21)
(22)
(23)

10.9

(24)
(25)

289 頁之(11-11)或上圖可推導如下:

1 1 1 2

1 2

1 1 2

1

2 2

 

 

 

z z ) TK

z T (

K K

)] z ( z

z [ z

] TK ) z ( z

z [ z

T K K

) z ( ) G

kT ( f

) kT ( u

i d

P

i d

P C

1

1 1 2

1 1

1 2

1 2

1 1 2

2

1 1

 

 

 

 

 

 

z TK )

kT ( u

z )z kT ( TK f z )

z )( z

kT ( TK f n

m ) kT ( u

z ) z kT ( TK f zm

z n ) kT ( TK f m

)]

kT ( TK f m

[ z n z m

i '

i ' i

i i

i

Figure

Updating...

References

Related subjects :