控制工程基礎(chǔ)ch10-計算機(jī)控制系統(tǒng)

控制工程基礎(chǔ)第十章計算機(jī)控制系統(tǒng)整理ppt第十章計算機(jī)控制系統(tǒng)1概述2采樣過程與采樣定理3Z變換和反變換4Z傳遞函數(shù)5線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析整理ppt§10.1概述連續(xù)系統(tǒng)：輸入信號和輸出信號都是時間的連續(xù)函數(shù),系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)用微分方程來描述的。離散系統(tǒng)：采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，信號是離散的數(shù)據(jù)序列去傳遞信息。

與連續(xù)系統(tǒng)相比:本質(zhì)上有所不同;

對于線性系統(tǒng),分析研究方法有很大程度上的相似性。

整理ppt如果連續(xù)系統(tǒng)中的信號表示為：f(t),e(t)…離散系統(tǒng)中的信號可表示為：f(kT),e(kT)…,(k=0,1,2…)，T稱為采樣周期。從時間軸上看，信號將以一串離散數(shù)列的形式出現(xiàn)，即：01T2T3T4T5T6T7Tt0.511.5f(t)圖7-1連續(xù)信號和離散信號01T2T3T4T5T6T7Tt0.511.5f(kT)整理pptC-rA/D數(shù)字計算機(jī)D/A被控對象T0m保持器數(shù)字控制器被控對象-rT0mC保持器數(shù)字控制系統(tǒng)1.定義：2.組成：(1)框圖(2).工作過程(3).簡化框圖數(shù)字控制系統(tǒng)是一種以數(shù)字計算機(jī)為控制器去控制具有連續(xù)工作狀態(tài)的被控對象的閉環(huán)控制系統(tǒng)。整理ppt采樣過程與采樣定理1采樣過程與采樣定理2量化3信號恢復(fù)整理ppt將連續(xù)信號通過采樣器離散成離散信號的過程。整理pptt0T02T03T04T05T06T0二.采樣過程1.基本概念(1).采樣周期:(2).采樣頻率:(3)采樣角頻率:(4).采樣脈沖序列:(5).采樣過程:整理ppt2采樣定理如果采樣頻率大于或等于連續(xù)信號最高頻率2倍，則采樣離散信號能無失真恢復(fù)到原來的連續(xù)信號。整理ppt3信號恢復(fù)具有理想濾波特性的濾波器：保持離散頻譜中的主要分量，去掉輔助分量零階保持器整理ppt信號保持t一.零階保持器(zeroorderholder)信號保持是指將離散信號——脈沖序列轉(zhuǎn)換成連續(xù)信號的過程。用于這種轉(zhuǎn)換的元件為保持器。整理ppt零階保持器時域特性的數(shù)學(xué)模型：頻率特性：傳遞函數(shù)：零階保持器像一個延遲環(huán)節(jié)整理ppt1線性離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述和分析方法線性連續(xù)系統(tǒng)線性離散系統(tǒng)描述線性常微分方程線性常系數(shù)差分方程古典法古典法分析方法拉氏變換法Z變換法狀態(tài)空間法離散狀態(tài)空間法整理ppt分析方法連續(xù)系統(tǒng)離散系統(tǒng)拉氏變換，傳遞函數(shù)Z變換，Z傳遞函數(shù)狀態(tài)空間法離散狀態(tài)空間法優(yōu)點(diǎn)：計算機(jī)求解方便，單變量、多變量統(tǒng)一描述，可用于非線性系統(tǒng)整理ppt§7.3Z變換和Z反變換1Z變換的定義2典型序列的Z變換3Z變換的性質(zhì)和定理4Z反變換5用Z變換求解差分方程整理ppt1Z變換的定義采樣信號的表達(dá)式：Z變換的定義：整理ppt2典型序列的Z變換單位樣值序列單位階躍序列斜坡序列指數(shù)序列正弦余弦序列整理pptA單位脈沖序列的Z變換單位樣值信號（UnitSample)整理pptA單位脈沖序列的Z變換(t)

和(n)的定義的區(qū)別整理pptA脈沖序列的Z變換整理pptB單位階躍序列的Z變換整理pptC單位速度序列的Z變換整理pptD指數(shù)序列的Z變換整理ppt4Z變換的性質(zhì)和定理線性性質(zhì)平移性質(zhì)滯后定理超前定理初值定理終值定理迭值定理減幅規(guī)則整理ppt(1)線性定理整理ppt(2)位移定理-(a)遲后定理整理ppt說明:(1)遲后定理說明,原函數(shù)在時域中延遲K個采樣周期,相當(dāng)于Z變換乘以Z-K。

(2)算子Z-K的物理意義:Z-K代表遲后環(huán)節(jié),它把采樣信號延遲K個采樣周期。整理ppt(2)位移定理-(b)超前定理整理ppt(3)終值定理(4)初值定理整理ppt5Z反變換由Y(z)求出相應(yīng)的時間序列或數(shù)值變換部分分式法整理ppt(2)部分分式法整理ppt例.試求的Z反變換。解：整理ppt6用Z變換求解差分方程步驟:對差分方程作Z變換,應(yīng)用線性性質(zhì)和平移定理;利用已知條件或求出的y(0),y(T),…代入Z變換式；由Z變換式求出Y(z);作Z反變換,得到差分方程的解y(kT)整理ppt整理pptMATLAB語句采用tf語句建立離散系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型連續(xù)系統(tǒng)離散化s2=c2d(s1,T)[F，G]=c2d(A,B,T)[F,G,Cd,Dd]=c2dm(A,B,C,D,T,變換方法）zoh:對輸入信號加一個零階保持器foh:對輸入信號加一個一階保持器離散系統(tǒng)->連續(xù)系統(tǒng)s1=d2c(s2)整理pptNum=[1];Den=[110];Gs=tf(num,den);Ts=0.1;G1=c2d(Gs,Ts,’zoh’);G2=c2d(Gs,Ts,’foh’);整理ppt§7.5線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析S平面與Z平面的映射