數位控制
數位控制(Digital control)是控制理论中的一種,利用數位電子計算機作為控制器。 數位控制系統可以是单片机、特殊應用積體電路(ASIC),也可以是標準的桌上型電腦,依需求而定。
數位控制系統屬於离散系統,其中會用Z轉換代替拉普拉斯变换。而數位電腦的精度是有限的(參見量化),因此需額外考慮係數的誤差、類比數位轉換器、數位類比轉換器是否會造成非預期的影響。
第一台數位電腦阿塔纳索夫-贝瑞计算机在1940年代初問世,現今的數位電腦價格和之前相比有大幅的下降。數位電腦因為以下原因成為控制系統中的關鍵元件。
數位控制器的實現
编辑在回控系統中,數位控制器一般會和受控設備串接,系統其餘的部份可能是數位的,也可能是類比的。
一般而言,數位控制器會需要:
輸出程式
编辑數位控制器的輸出是目前輸入取樣、以前輸入取樣、以前輸出取樣值的函數,這可以用在暫存器存放不同時間輸入及輸出的數據來達成。輸出可以表示成上述數值加權相加後的和。
程式有許多不同的形式,也可以表示許多的函數。
穩定性
编辑數位控制器的穩定性和類比控制器不同,可能同一種控制用類比控制器實現時是穩定的,但是用數位控制器實現時,會因為取樣週期太長而變的不穩定。在取樣時的混疊會改變截止參數,因此取樣率會影響系統的暫態響應以及其穩定性,而且需要快速的更新控制器的輸入,以避免因為更新不及而造成不穩定。
若將系統的頻率轉換為z運算子,也可以將穩定性判据應用在數位系統中。奈奎斯特稳定判据可以應用在z域的轉換函數,也可以用在複變函數中。波德穩定性理論也大致可以採用。
可以透過數位系統的特徵多項式來判斷系統的穩定性。
相關條目
编辑參考資料
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