图7 rfg和pt的响应
图7(a)为rfg的响应，由图中看出，输入大小不同的阶跃x值，输出y的斜率一样，但响应时间不同，x阶跃小，响应时间短;图7(b)为pt的响应，对于不同x值，其响应时间一样，但y的斜率不同，x阶跃小，y 斜率也小。若它们位于某闭环系统内，在讨论该闭环的稳定性时，rfg对闭环系统无影响，而pt有影响，因为稳定问题研究的是小信号，信号越小，rfg带来滞后越小。
斜波给定rfg有两种:普通rfg和带园角的rfg。
图8 数字的普通rfg框图
数字普通rfg示于图8，它除了输出斜坡信号y外，还输出很干净的一阶微分信号ya，用于预控计算，加快系统响应，改善跟随性能。模拟rfg也能输出ya信号，但含有很大的噪声，不好用。
多数生产机械希望转速给定y不仅是一斜坡，而且要求在斜坡的起始和终结部分是圆角(s曲线)，即要求加速度ya是梯形波，它的变化率也受到限制，因为机械传动机构都存在弹性及间隙，在加减速时机械受到的冲击，不只和加减速动态转矩值有关，而且和动态转矩的变化率有关，变化率越大，机械受损害越严重。带圆角的rfg能产生满足上述要求的给定信号。模拟的带圆角rfg实现较麻烦，少用;数字的带圆角rfg易实现，己广泛应用。数字带圆角的rfg示于图9，它除了输出带圆角斜坡信号y外，还输出干净的一阶微分信号ya及二阶微分信号yb，供预控计算用。
图9 带圆角rfg框图
两种rfg的离散计算方法，参见文献[1][2]。
10 预控(开环前馈补偿)
在模拟控制系统中，所有检测和控制环节都连续、并行工作，来自给定和反馈的信号能很快通过控制环节影响被调量，响应快。数字控制系统的工作模式是离散、串行的，必然带来滞后，其响应比模拟系统慢。在数字控制系统中，第k周期初采样的给定量及反馈量由各环节一步一步串行处理，算出电力变流器的控制量，到第k+1周期初，才送至变流器的触发电路，另外，当反馈量中含有较大纹波时，需用平均值采样，在第k周期初采样到的反馈量是第k-1个周期的平均值，又滞后了半个采样周期。为克服这个缺点，在设计数字控制系统时，广泛使用预控(开环前馈补偿)技术来加快响应。数字控制装置计算功能强，精度高，也为预控的应用提供了条件。
预控(开环前馈补偿)是根据给定量及系统参数估算出控制对象所需的控制量，绕过闭环调节器直接作用于控制对象。在这种开、闭环复合的系统中，被调量对给定的跟随主要靠开环，闭环解决稳定和精度问题。
以异步电机矢量控制系统为例，若电流闭环只采用闭环反馈控制，转矩电流和转矩的响应時间需要几十毫秒，采用电流预控后，响应时间减至约5ms。
前面讲的是利用预控加快系统对给定的响应。预控也能加快系统对扰动的调节，但需用扰动观测器检测扰动量，例如通过负荷观测器获取电机静负载信号，实现转矩电流预控，可以大大减小冲击速降和抑制轴扭振，该技术己在轧钢机调速系统中得到应用。数字控制系统优秀的计算性能为观测器设计提供了条件。
本文关键字：数字控制 设计参考，变频技术 - 设计参考
