计算机控制系统 - 系统组建实现 - 图文

7.4.2 比例因子的配置

?原因：定点数要求、D/A前要求?原则:

(1) 绝大多数情况下，使各支路信号不上溢

(2) 尽量减少动态信号的下溢值，减小不灵敏区，提高分辨率

(3) 控制算法各支路的比例因子可以采用实际物理量的最大值与计算机代码的最大值之比来确定。采用2的整次幂来缩放.

(4) 要保证配置比例因子前后，支路的增益与总的传递特性保持不变

(5) A/D和D/A比例因子的计算

A/D的传递系数KAD=1/uimax，D/A具有传递系数KDA=uomax故需要在计算机内应配置相应的比例因子1/KAD和1/KDA。

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当控制器增益大于1的情况

|D(z)|=K*|D1(z)|?1，( K?1且|D1(z)| ?1)处理方法:①计算机实现增益②将大于1的增益放到最小于1的控制器D1(z)，后，并在该增益之前设置其余增益移到系统模拟数字限幅保护，防止输入部分完成并设置限幅。信号较大时发生上溢。图7-27 数字控制系统控制器增益的分配

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?1?2D(z)?U(z)E(z)?2(z?0.7)(z?0.8)(z?0.9)(z?0.2)?2?3z?1.12z1?1.1z?1?0.18z?2例7-4

图7-28 某控制器接口图

试画出实现该控制器的结构编排图。设实现控制律的主机采用定点小数的补码来表示数据，进行适当的比例因子配置，写出对应算法的差分方程，给出相应的算法实现流程图。解：(1) 直接编排实现

u(k)?2e(k)?3e(k?1)?1.12e(k?2)?1.1u(k?1)?0.18u(k?2)图7-29 控制算法编排结构图

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进行比例因子配置

?考虑系数的情况

–注意到：由于主机用定点小数的补码来表示数据，大于1的数据无法在计算机内表示出来。又必须保证每个回路和支路的增益保持不变。

?确定控制器中间变量的最大值，对整个环节进行配置。

选择比例因子为22=4?3。?考虑A/D和D/A的量程

A/D的量程为10V，A/D的传递系数KAD=1/10D/A的量程为5 V，D/A的传递系数KDA=5为了不改变信号的传递关系，应配置比例因子1/(KAD*KDA)=2北京航空航天大学清华大学出版社48