采样周期T的确定
发布时间:2014/8/3 13:09:22 访问次数:3319
合理地选择采样周期丁,DAC7641YB是数字控制系统设计的关键问题之一。
由香农( Shannon)采样定理可知,当采样频率fs≥玑。。时,系统可由离散的采样信号真实地恢复到原来的连续信号,这应当是选择采样周期T的理论基础和最低要求。从理论上讲,采样频率越高,失真越小。
从控制性能来考虑,采样周期越短越好。但是,考虑到计算机软件和硬件的制约,且口硬件成本和控制软件的负荷,采样周期又不能太短。当然,目前随着计算机技术的飞速友展,这方面的制约越来越小。
从控制系统方面考虑,影响采样周期T选择的因素主要包括以下几种。
1)对象的动态特性
对象的动态特性主要与被控对象的惯性时间常数T,和纯滞后时间下有关。在不考虑计算机的制约因素条件下,对具有自平衡能力的被控对象,如果用Gp(S)=K≠杀来近似描述对象的特性.
2)扰动的特性
在控制系统中,施加到系统的扰动包括两大类:一类是需要控制系统克服的频率较低的主要扰动;另一类是频率较高的随机高频干扰,如测量噪声等,这是采样时要忽略的。这样,采样频率应选择在这两类干扰的频率之间。一般地,采样频率应满足f为需要克服的主要扰动的频率。
3)控制算法
不同的控制算法对采样周期有不同的影响。例如,采用模拟化连续设计数字控制器时,若忽略零阶保持器,就要求系统具有足够高的采样频率,以使采样控制系统更接近于连续系统。又如,考虑到控制量的幅度都是受限的,对某些直接离散化设计方法,如最小方差控制、最小拍控制等算法,采样周期又不能太小,否则控制量容易超限。
4)执行机构的速度
执行机构的响应速度都是有限昀,过高的采样频率对控制来说不仅无意义,有时还起了不好的作用。
5)跟踪性能的要求
对于要求输出),对参考输入r具有很好跟踪响应性能的随动系统,从采样原理出发,就是要求输出y能复现参考输入信号r,因此,一般这时的采样频率应当大于5倍~ 10倍的参考输入信号频率。
合理地选择采样周期丁,DAC7641YB是数字控制系统设计的关键问题之一。
由香农( Shannon)采样定理可知,当采样频率fs≥玑。。时,系统可由离散的采样信号真实地恢复到原来的连续信号,这应当是选择采样周期T的理论基础和最低要求。从理论上讲,采样频率越高,失真越小。
从控制性能来考虑,采样周期越短越好。但是,考虑到计算机软件和硬件的制约,且口硬件成本和控制软件的负荷,采样周期又不能太短。当然,目前随着计算机技术的飞速友展,这方面的制约越来越小。
从控制系统方面考虑,影响采样周期T选择的因素主要包括以下几种。
1)对象的动态特性
对象的动态特性主要与被控对象的惯性时间常数T,和纯滞后时间下有关。在不考虑计算机的制约因素条件下,对具有自平衡能力的被控对象,如果用Gp(S)=K≠杀来近似描述对象的特性.
2)扰动的特性
在控制系统中,施加到系统的扰动包括两大类:一类是需要控制系统克服的频率较低的主要扰动;另一类是频率较高的随机高频干扰,如测量噪声等,这是采样时要忽略的。这样,采样频率应选择在这两类干扰的频率之间。一般地,采样频率应满足f为需要克服的主要扰动的频率。
3)控制算法
不同的控制算法对采样周期有不同的影响。例如,采用模拟化连续设计数字控制器时,若忽略零阶保持器,就要求系统具有足够高的采样频率,以使采样控制系统更接近于连续系统。又如,考虑到控制量的幅度都是受限的,对某些直接离散化设计方法,如最小方差控制、最小拍控制等算法,采样周期又不能太小,否则控制量容易超限。
4)执行机构的速度
执行机构的响应速度都是有限昀,过高的采样频率对控制来说不仅无意义,有时还起了不好的作用。
5)跟踪性能的要求
对于要求输出),对参考输入r具有很好跟踪响应性能的随动系统,从采样原理出发,就是要求输出y能复现参考输入信号r,因此,一般这时的采样频率应当大于5倍~ 10倍的参考输入信号频率。
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