随着MCU和DSP等芯片技术的飞速发展，数字控制系统几乎占据了大多数原始的模拟控制系统。而且，它的开发和设计比模拟控制系统简单得多，使人们易于入门。是真的，只要我们用C代码编写程序，然后运行一些计时器中断，只要程序执行时间不超过中断周期，一切都会好吗？有改善的空间吗？对于某些相对简单的系统，这当然没有问题：选框或蜂鸣器永远不需要关心后台控制器执行魔术操作；但是对于某些需要高性能处理能力的测试和控制系统，我们需要注意或说还有很多事情可以改进，这是数字控制系统中的时间延迟问题。首先，高性能数字控制系统需要反馈。例如，在电动机的控制中，它需要诸如电动机电流和速度之类的信息。电流，电压等是模拟量，传感器的输出信号需要通过A / D转换发送到控制器。这导致了第一类延迟问题，即采样保持延迟。此延迟不是A / D转换器本身的S / H窗口的时间和转换时间，因为在大多数情况下，该时间处于ns级别，这与数十到几百我们的控制周期有关。微不足道。这种采样保持延迟是由数字控制技术本身引起的，因为数字控制技术通常使用定时采样。在每个采样期间，所收集的数据与实际数据一致，但是在下一个采样时间到来之前，系统只能使用在该采样时刻所收集的数据，这等同于使用“旧的”数据。控件中的数据。系统直接处于两个采样时刻，这等效于在某个开环状态下运行。该延迟被计算为平均采样时间的一半。减少此延迟的方法自然是增加采样频率，这需要更快的A / D。使用编码器或观察器估算速度信息。因为设计了更复杂的计算方法，所以暂时将观察者放在一边。就速度的物理量而言，很明显无法在孤立的采样点计算速度。必须至少有两个点，并且两个点之间的差是已知的。只能计算时间差。此时间差还会导致相位滞后。滞后就是这个时间差。数值分析技术中的梯形逆微分可以更好地消除这种延迟。我们很少提到的最后一种延迟是计算延迟，它在控制教科书中似乎很少提及，因为它们过于关注数学运算，并且没有太多实质性的东西。该延迟的具体时间是不确定的，并且取决于许多因素，例如算法的复杂性。计算越复杂，所需的时间就越长。除非使用更高性能的处理，否则有时无法避免这种延迟。或使用协处理器完成复杂的任务；编程技能，冗余计算和粗略代码计算花费的时间越长。仔细修改代码可以减少这种延迟。离散方法，例如对于同一积分链路，双线性变化方法与正向Euler方法之间存在采样周期延迟差异。在设计离散化算法时，需要特别注意减少这种延迟。将上述三个延迟加在一起，以形成数字控制系统中的计算延迟。然后将这些数字滤波器的延迟加在一起，整个系统的稳定性余量就不多了。当总相位延迟为180度且反馈增益为1时，系统崩溃。在模拟控制系统中，由于没有这种定时采样的概念，因此信号变化是实时且连续的，因此在某些情况下其性能仍无法与数字系统相比。这也可以解释为什么在公司的一些大型国外产品设计中，某些关键控制系统仍在使用模拟控制系统。当然，随着数字控制系统性能的不断提高，由这些延迟引起的稳定性裕量下降有一天可能会达到可以忽略的水平。