一般數(shù)字控制器設(shè)計(jì)方法采用直接數(shù)字法：s域的被控對象首先被轉(zhuǎn)化到z域，控制器設(shè)計(jì)直接在z域中進(jìn)行。當(dāng)然，也有另外一種數(shù)字再設(shè)計(jì)方法，控制器在s域中設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行離散化。在數(shù)字再設(shè)計(jì)法中，當(dāng)采樣頻率足夠高時(shí)，由數(shù)字控制的采樣保持過程導(dǎo)致的時(shí)間延遲可以做一個(gè)近似表達(dá)。在時(shí)間延遲環(huán)節(jié)被線性化以后，就可以根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)在s域中采用Bode圖之類的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)模擬控制器，一旦模擬控制器被設(shè)計(jì)出來以后，就能夠被離散化。
s域到z域的離散化方法建議采用雙線性變換，也就是tustin變換：
雙線性變換法把s域的整個(gè)左半平面映射為z平面的單位圓，因而不會(huì)影響離散化后系統(tǒng)的穩(wěn)定性，除此之外，雙線性變化發(fā)最吸引人的特征是在低于1/10采樣頻率時(shí)同時(shí)保留了控制器幅值和相位的頻率特性。與被控對象校正后系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的幅值穿越頻率相比，當(dāng)采樣頻率足夠高時(shí)，可以采用數(shù)字再設(shè)計(jì)法。
現(xiàn)在以一個(gè)s域的補(bǔ)償器設(shè)計(jì)為例，流程如下：
1）首先選擇一個(gè)合適的已知原型濾波器傳遞函數(shù)（要選擇合適的零極點(diǎn)）；
以3p3z補(bǔ)償器為例，其常見表達(dá)式為：
上述補(bǔ)償器提供一個(gè)零極點(diǎn)，以提高低頻增益；提供兩個(gè)零點(diǎn)wz1和wz2，提供兩個(gè)極點(diǎn)wp1和wp2.假設(shè)提供零點(diǎn)頻率800Hz,兩個(gè)零點(diǎn) 分別為300Hz和900Hz，兩個(gè)極點(diǎn)分別為500Hz和5KHz，可以如下表達(dá)：
2）將改原型濾波器的s域傳遞函數(shù)映射到z域中；
可以利用matlab將上述s域方程進(jìn)行z域的轉(zhuǎn)換，matlab變換程序如下
現(xiàn)在得到了z域的表達(dá)式為：
e(z)是誤差量，u(z)為輸出量。
另外舉例為一個(gè)SZSP的s傳遞函數(shù)如下（極點(diǎn)頻率在10Hz,零點(diǎn)頻率在250Hz）：
利用matlab變換如下（采樣頻率100kHz）：
除了matlab可以進(jìn)行方便快捷的變換之外，數(shù)學(xué)軟件Mathcad也是可以的
3）將z域轉(zhuǎn)換為時(shí)域內(nèi)的線性差分方程；
由于dspic33系列是16bit定點(diǎn)，所以需要對A/B系數(shù)進(jìn)行Q15定標(biāo)然后再進(jìn)行計(jì)算。
在MCU內(nèi)部執(zhí)行方式如下：
