在實際的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，采用數(shù)字調(diào)節(jié)器往往難以達(dá)到具有同樣調(diào)節(jié)規(guī)律的模擬調(diào)節(jié)器的控制效果，其誤差主要來自以下幾個方面。
1．采樣周期的影響
數(shù)字PID的采樣周期7s主要應(yīng)由過程的動態(tài)特性及干擾信號的頻率決定。但對于一個特定的數(shù)字調(diào)節(jié)器來說，往往從A/D的轉(zhuǎn)換速度、CPU的時鐘速率、所要控制的回路數(shù)目、所要完成的計算處理的復(fù)雜程度等因素考慮，將7s取為某一定值，如SLPC(一種比s的數(shù)字調(diào)節(jié)器)的標(biāo)準(zhǔn)采樣周期規(guī)定為200ms設(shè)A/D轉(zhuǎn)換在每一采樣周期的開始時刻進行，D/A輸出在每一采樣周期結(jié)束時完成，這樣的數(shù)字調(diào)節(jié)器將給系統(tǒng)帶來將近一個采樣周期的滯后。以階躍輸入信號為例，數(shù)字PID的作用效果如圖L 26所示。
考察周期為了的正弦信號，它在不同采樣周期下與采樣信號的差異如圖4.27所示。很顯然，越大，從采樣數(shù)據(jù)恢復(fù)到原始波形越困難。按照采樣定理，能夠不失真地從采樣信號恢復(fù)原始信號的極限值為2。但這一理論值不能直接作為選擇采樣頻率的依據(jù)，原因是在數(shù)字系統(tǒng)中，每一采樣周期只能利用有限數(shù)目的采樣數(shù)據(jù)取代原始波形。采樣周期八的實際取值一般為信號最小周期的六．最大不超過其十。由圖427可以看到，此時采樣帶來的八/2滯后時間對系統(tǒng)不會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
2．量化影響
在數(shù)字調(diào)節(jié)器中，一般采用16位定點數(shù)進行計算。除了A/D、D/A轉(zhuǎn)換帶來的量化誤差之外，有限字長計算過程引起的量化誤差，會由于不斷積累而對系統(tǒng)產(chǎn)生不容忽視的影響。如果對一個時間常數(shù)較大的過程反復(fù)進行計算，當(dāng)結(jié)果為負(fù)恒時，每次的輸出按一。被累加，當(dāng)其為正恒時，卻被忽略不計，這種增量式的輸出將使控制偏離理想值，對系統(tǒng)穩(wěn)定帶來不利影響。應(yīng)用中為了消除這類誤差，當(dāng)信號很小時，就將其全部略去，如圖4.28(L)所示。http://ggswu.com
