計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：第3章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述3

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）控制科學(xué)與工程系Computer Control System第三章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 3.1 差分方程 3.2 z變換 3.3 脈沖傳遞函數(shù) 3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 第三章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 3.1 差分方程 3.2 z變換 3.3 脈沖傳遞函數(shù) 3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法一、開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)離散情況1:兩個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié)之間由同步采樣開關(guān)分割 系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)等于兩個(gè)環(huán)節(jié)自身脈沖傳遞函數(shù)之積 3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)

2、的求法一、開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)離散情況2：兩個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié)之間無同步采樣開關(guān)分割 特例：有零階保持器的開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法一、開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)離散情況3：并聯(lián)環(huán)節(jié)的脈沖傳遞函數(shù)3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法二、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)1：采樣開關(guān)在誤差通道閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)誤差脈沖傳遞函數(shù)3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法二、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)2：采樣開關(guān)在反饋通道無法得到閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的形式3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法二、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)3：一般系統(tǒng)的輸出脈沖傳遞函數(shù)3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法例1：求閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)解：3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的

3、求法例2：求閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)解：3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法例2：求閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)第三章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 3.1 差分方程 3.2 z變換 3.3 脈沖傳遞函數(shù) 3.4 開環(huán)和閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的求法 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)響應(yīng)的計(jì)算 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 例1：已知采樣周期T=1s, 求r(t)=1(t)時(shí)的c*(t) 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 例2：設(shè) , 求r(t)=1(t)時(shí)的y*(t) 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 例2：設(shè) , 求r(t)=1(t)時(shí)的y*(t)討論： (1) 滿足采樣定理時(shí)，y*

4、(t)與 y(t)差別不大 (2) 如何準(zhǔn)確獲得 y(t) 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 方法一方法二擴(kuò)展 z 變換 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 二、應(yīng)用實(shí)例求天線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)、單位階躍響應(yīng) 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 二、應(yīng)用實(shí)例(1) 分別求取以下傳遞函數(shù)電樞控制的直流電動機(jī)加天線負(fù)載的傳遞函數(shù)機(jī)電時(shí)間常數(shù) 電機(jī)傳動系數(shù) 速度閉環(huán)回路增益 速度回路時(shí)間常數(shù) 速度閉環(huán)回路的傳遞函數(shù) 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 二、應(yīng)用實(shí)例(1) 分別求取以下傳遞函數(shù) 天線角速度與轉(zhuǎn)角的傳遞函數(shù) i 為角速度與角度之間的減速比 假定采樣周期 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 二、應(yīng)用實(shí)例(2)求取閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù) 3.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng) 二、應(yīng)用實(shí)例(3)求單位階躍響應(yīng)本章小