數字電力傳動係統培訓課件(PPT 50頁)
數字電力傳動係統培訓課件(PPT 50頁)內容簡介
主要內容：
數字式電力傳動係統概述
數字係統的數字運算方法
數字係統中的Z變換
狀態空間設計方法
10.1數字式電力傳動係統概述
一、數字式電力傳動係統的結構
數字控製係統是以計算機特別是以微型計算機為控製器的離散係統，
包括兩大部分：工作於離散狀態下的數字計算
機和工作於連續狀態下的被控對象，二者有機配合完成控製。
1、數字係統的一般結構
計算機控製係統通常包含控製對象、輸入通道、輸出通道和控製用計算機係統。
輸入通道主要任務是把被控製對象的模擬運行參數轉換為數字信號，
輸入計算機係統；計算機係統按照一定的控製律，完成運算，輸出數字量；
輸出通道則主要完成數字量到模擬量的轉換，控製執行機構動作，完成控製任務。
數字係統的一般結構圖：
2、數字電力傳動係統的係統結構
2、信號的采樣周期
數字係統中，計算機完成一次輸入、
運算和輸出的時間周期稱為采樣周期，用Ts表示，采樣頻率。
①采樣周期選擇原則
香農采樣定理：采樣頻率大於等於兩倍的連續信號的最大頻率，
即采樣頻率≥的條件下，
采樣後的離散信號才有可能無失真地恢複原來的連續信號。
為了抑製擾動，控製回路的采樣頻率必須高於擾動信號的最高頻率，
一般取擾動信號頻率的5～10倍；或取單位階躍上升時間的1/10：tr/10。
采樣頻率要照顧計算機的精度和速度。雖然采樣周期越短，越能接近於連續係統，
但如果計算機的精度不高，采樣周期太短意義也不大；另一方麵，
如果計算機速度不高，采樣周期也不能取得太短。
②典型係統采樣周期的選擇
典型Ⅰ型係統變成數字控製係統時，采樣周期的選擇
典型Ⅰ型係統的開環傳遞函數：
開環放大倍數近似等於截止頻率，
代入得：
當選擇時，，通常選擇
典型Ⅱ型係統變成數字控製係統時，采樣周期的選擇
已知典型Ⅱ型係統的開環傳遞函數為：
當按閉環幅頻特性Mr最小準則設計係統時，截止頻率為：
采樣周期應選擇為：
通常選擇
我們注意到，當t=(k-1)Ts時，PI調節器為：
積分分離法
積分分離法是指當偏差值e(t)較大時，調節器不執行積分運算，
隻計算比例項和微分項；而在偏差值e(t)小於某一數值時，才進入積分運算。
引入積分分離法的優越性：
1）控製量不容易進入飽和區；
2）即使進入飽和區，也能較快退出。
遇限消弱積分法
遇限消弱積分法是指在控製量進入飽和區後，隻執行消弱積分項的累加，
而不進行增大積分項的累加，算法的執行方向由控製器上一步的輸出決定。
3、幹擾抑製算法
係統信號在工作現場會受到各種幹擾。抗幹擾可以通過硬件措施解決，也可以通過軟件算法實現。
四點微分法
用差商代替了微分項對PID離散化，即
③加權求和，計算差分項
給定值突變時的改進算法
給定值r(k)突變時，會使偏差值e(k)突變，PID輸出值也發生突變。
二、數字濾波算法
在電力傳動係統中，需要濾波的幹擾信號包括：
隨機幹擾：由工作環境下的幹擾源在引線上的作用引起的。
..............................
數字式電力傳動係統概述
數字係統的數字運算方法
數字係統中的Z變換
狀態空間設計方法
10.1數字式電力傳動係統概述
一、數字式電力傳動係統的結構
數字控製係統是以計算機特別是以微型計算機為控製器的離散係統，
包括兩大部分：工作於離散狀態下的數字計算
機和工作於連續狀態下的被控對象，二者有機配合完成控製。
1、數字係統的一般結構
計算機控製係統通常包含控製對象、輸入通道、輸出通道和控製用計算機係統。
輸入通道主要任務是把被控製對象的模擬運行參數轉換為數字信號，
輸入計算機係統；計算機係統按照一定的控製律，完成運算，輸出數字量；
輸出通道則主要完成數字量到模擬量的轉換，控製執行機構動作，完成控製任務。
數字係統的一般結構圖：
2、數字電力傳動係統的係統結構
2、信號的采樣周期
數字係統中，計算機完成一次輸入、
運算和輸出的時間周期稱為采樣周期，用Ts表示，采樣頻率。
①采樣周期選擇原則
香農采樣定理：采樣頻率大於等於兩倍的連續信號的最大頻率，
即采樣頻率≥的條件下，
采樣後的離散信號才有可能無失真地恢複原來的連續信號。
為了抑製擾動，控製回路的采樣頻率必須高於擾動信號的最高頻率，
一般取擾動信號頻率的5～10倍；或取單位階躍上升時間的1/10：tr/10。
采樣頻率要照顧計算機的精度和速度。雖然采樣周期越短，越能接近於連續係統，
但如果計算機的精度不高，采樣周期太短意義也不大；另一方麵，
如果計算機速度不高，采樣周期也不能取得太短。
②典型係統采樣周期的選擇
典型Ⅰ型係統變成數字控製係統時，采樣周期的選擇
典型Ⅰ型係統的開環傳遞函數：
開環放大倍數近似等於截止頻率，
代入得：
當選擇時，，通常選擇
典型Ⅱ型係統變成數字控製係統時，采樣周期的選擇
已知典型Ⅱ型係統的開環傳遞函數為：
當按閉環幅頻特性Mr最小準則設計係統時，截止頻率為：
采樣周期應選擇為：
通常選擇
我們注意到，當t=(k-1)Ts時，PI調節器為：
積分分離法
積分分離法是指當偏差值e(t)較大時，調節器不執行積分運算，
隻計算比例項和微分項；而在偏差值e(t)小於某一數值時，才進入積分運算。
引入積分分離法的優越性：
1）控製量不容易進入飽和區；
2）即使進入飽和區，也能較快退出。
遇限消弱積分法
遇限消弱積分法是指在控製量進入飽和區後，隻執行消弱積分項的累加，
而不進行增大積分項的累加，算法的執行方向由控製器上一步的輸出決定。
3、幹擾抑製算法
係統信號在工作現場會受到各種幹擾。抗幹擾可以通過硬件措施解決，也可以通過軟件算法實現。
四點微分法
用差商代替了微分項對PID離散化，即
③加權求和，計算差分項
給定值突變時的改進算法
給定值r(k)突變時，會使偏差值e(k)突變，PID輸出值也發生突變。
二、數字濾波算法
在電力傳動係統中，需要濾波的幹擾信號包括：
隨機幹擾：由工作環境下的幹擾源在引線上的作用引起的。
..............................
