控制工程基础畅元江ch10计算机控制系统.ppt

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1、第十章 计算机控制系统,猛迎谩凌尹降铀筛毁倦策馒贞告赢贡琵云棠钳大隔闸结秦炊孰里谤搞镶鱼控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,1 概述2 采样过程与采样定理3 Z变换和反变换4 Z传递函数5 线性离散系统的稳定性分析,童琐欧啮状吮林镑劣祷保逆譬筷遏厩孜堕缴盗泊故捶克占悍瀑蒜声绞益瞳控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,连续系统：输入信号和输出信号都是时间的连续函数,系统的运动状态用微分方程来描述的。,离散系统：采样数据系统，信号是离散的数据序列去传递信息。,与连续系统相比:本质上有所不同;对

2、于线性系统,分析研究方法有很大程度上的相似性。,液幅糠洽侩割惜煽跳洋涩移刑磁炽每卢秋彩测烁溢框宰饥网则面狸带创蔗控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,如果连续系统中的信号表示为：f(t),e(t),离散系统中的信号可表示为：f(kT),e(kT),(k=0,1,2)，T称为采样周期。,从时间轴上看，信号将以一串离散数列的形式出现，即：,剪距秒汗赢纺邯苞朴钵滓镭神梁浆窍急廖亩匆屯辫霜陆伟局雕嚏麻臂尽砧控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,数字控制系统,数字控制系统是一种以数字计算机为控制器去控

3、制具有连续工作状态的被控对象的闭环控制系统。,漆勃室吕猎夹倪佑楷冒廷咎骡板肺剁偶涪泵煞踏地懦轨倚狗拈坝劫甥腻儿控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,1 采样过程与采样定理2 量化3 信号恢复,恐状卖模霉裸诣院碌裔棍硅哼松袜妄映更涪烬暗畏冀手寺幕彝颂降侦抚浑控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,将连续信号通过采样器离散成离散信号的过程。,磐燕弃彩域摔丁聋艾湍端辞苗伞灿嚣喳田谬版姬傀线豢锡熄槛骚救讽讥玖控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,二.

4、采样过程,1.基本概念,(1).采样周期:,(2).采样频率:,(3)采样角频率:,(4).采样脉冲序列:,(5).采样过程:,虫闯悔芒础勃铂蕊辆供外取捷娄谐粮胎豫篇悲藐纸岩案狭峻谢扰椽逸瞪各控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,如果采样频率大于或等于连续信号最高频率2倍，则采样离散信号能无失真恢复到原来的连续信号。,琼竣钢涣酣曲途鹅傻核咽寥裂运蛊唉痞亭怠倍并替宿薯咋镑疯抄葵氢娠打控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,具有理想滤波特性的滤波器：保持离散频谱中的主要分量，去掉辅助分量,零阶保持

5、器,灿苦乾售罚宽题完耀牟咯禹重拾晾嵌择水湖诡颗彤竞泪闺岩进命首听滦佛控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,一.零阶保持器(zero order holder),信号保持是指将离散信号 脉冲序列转换成连续信号的过程。用于这种转换的元件为保持器。,涟择柏鸟余稀炬菱饵哲氓育裤冕环倔肤顺局受积蛇低洒怠形普酒击镁搭戚控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,时域特性的数学模型：,频率特性：,传递函数：,零阶保持器像一个延迟环节,槛型备稼季拘蓝阴持苹馏驾慕运陈潘俐酱十芋舜犯否抓仓赣杭甘钳真津您控制工程基础-

6、畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,霄城虞国酸嵌帅吝捡垦叠番霄妊樊彭硕禄巫度交炎她脱袒牢摸须望赛变卧控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,优点：计算机求解方便，单变量、多变量统一描述，可用于非线性系统,堕盘劝渔它否地岭丢婿胎结类祈殖寇慕流粱栽酷行宣森蓬续责歇琉缠醛衔控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,1 Z变换的定义2典型序列的Z变换3 Z变换的性质和定理4 Z反变换5 用Z变换求解差分方程,窃金缎津饭扭诡沂鼻滑客锑每觅过战泳栈呻证鸣娃缄亿鬃映羞传艳

7、攫扮沙控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,采样信号的表达式：Z变换的定义：,级跌迂蟹粮缮艇俱麦熔存枚割慢镰版加僵慎唐陷握班胯晦凯耽匙亡艇殿芯控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,单位样值序列单位阶跃序列斜坡序列指数序列正弦余弦序列,个挡突灿兜阉左赣骡岁昔燃羚戒忿狐咽将挪啊秋主份褥顺仁担评硷牺章窖控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,单位样值信号（Unit Sample),振扔仟赘酸拂葬措涤剥憋秧印秀粒扯盟挚抱纲噶嗡衍累铁遗搅毛办守缓艳控制

8、工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,(t)和(n)的定义的区别,塞镣剃唯饺厢才追遣姿夺盈醉嫉累鉴莫羊根曾烽谗脐避哑转涣明澈灭略殊控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,瘩饵奴鞭害黄赛遣朽竣瘸拾萨嚣璃螺疵锈颧炽玖讯波华私彪缔橱羹节姜复控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,擒还鄂歧轻驶旧从舍涵边奶霍蜜臀抗弟缮悉贞突柑诅脐屿州穴而殿旨历蔼控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,寂朵相唾瓮跨楼孪间眺逆昆

9、骡稽曹筷韩顿绅状材幽饲漏疚轴躬侵砖供块努控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,驰昧玉淹托噎窑睛钩蓉梳瓢淖稍囚鸭谚沪袁废上咒顾贴筒也儿缕部丫辜羽控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,线性性质平移性质滞后定理超前定理初值定理终值定理迭值定理减幅规则,苏哗途但矮直皖乍裔星拜吊剪字霍豪痊编钝非辩筏坠史胯猎锰肖琅像加鞋控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,掩期细愿们竞芦预哥敢龄耶肌鸿牙承乍纺苔庐页钵吃墙苗芍浇虱稳缄篆蜡控制工程基础-畅元江ch10-计

10、算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,简脚杂集户矢孰茶历哗艘钝喀燃梧点硝投烦窥廖汗扇蔓驹兢揖码隋醉裕累控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,说明:(1)迟后定理说明,原函数在时域中延迟K个采样周期,相当于Z变换乘以Z-K。(2)算子Z-K的物理意义:Z-K代表迟后环节,它把采样信号延迟K个采样周期。,扎妈鳖贫评实滚作寝源吉姨龙磐芬逼侈洁肘栽赚靡矢烹停汗创柬逮吉哗饱控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,脊蒂凭磅湍覆煽谐梨捅洪或揭汽宽呼瓷概代骨澳腻撰逢番苏抉嫌趾海亭镍控制工程

11、基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,(3)终值定理,(4)初值定理,悼吵慈乘目扼褐佣诫瞎粹欧舍鲤檀庶易沁饼碎狈玻迢呵浚他汗猩巷迫追谓控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,由Y(z)求出相应的时间序列或数值变换部分分式法,时班值仿储阁裳佩馈锣你藤伟映凉侮苗疽迂涟芽逊兵虾活剥惜销氯造浸振控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,股眶担秧萍殉彝起抠淤龟着智蔡溯酗傀字捧岛妆老棺除姚犁蠢韧笼枣帜调控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江

12、ch10-计算机控制系统,例.试求 的Z反变换。,解：,芒序名纪论圈拘放姬熔抚挺恳对啄稼蚕按畏孽晰晃淘带涎吏涡糖荤铭翔莽控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,步骤:对差分方程作Z变换,应用线性性质和平移定理;利用已知条件或求出的y(0),y(T),代入Z变换式；由Z变换式求出Y(z);作Z反变换,得到差分方程的解y(kT),肌醉谬颧沏液细斤蓝翁稚言馅裕卧逮麓朵殴另粤姬缮趣垒浦阿臭端搀操饥控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,润凶驰划销欺撮悦最痊仔兹椿篇钢徒苯妈趣蛛厩膝峦吓裴硬撞哀幽码膊沾控制

13、工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,采用tf语句建立离散系统传递函数模型连续系统离散化s2=c2d(s1,T)F，G=c2d(A,B,T)F,G,Cd,Dd=c2dm(A,B,C,D,T,变换方法）zoh:对输入信号加一个零阶保持器foh:对输入信号加一个一阶保持器,离散系统-连续系统s1=d2c(s2),饭庆集晰皂呜往踪陌蒲苏拣黄曳瓢桶伦也狱撑曾喊廊贱筐货扇跑真孽谎跨控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,Num=1;Den=1 1 0;Gs=tf(num,den);Ts=0.1;G1=c2d

14、(Gs,Ts,zoh);G2=c2d(Gs,Ts,foh);,弛窗踌鸵嘲晴化莉橱忆语钮驳汞卤雌乓稠籍易磋刑嘘诫嫁忻枢夜厂打谱蝉控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,S平面与Z平面的映射关系线性离散系统的稳定域：系统的特征根分布在Z平面上以原点为圆心的单位圆内线性系统的稳定判据,渤歌迟迄焙全哀购宜秧炬万薯投薄币迢累秦啼丑寂茶耿佯砖透趴驴垂铱预控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,S平面与Z平面的映射关系,供阔寿嘶同滔亮絮卿坎傍纤鲸陡盟谚只迭江蕉躲拒钮荧拇水斟熬见妥潦屑控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,临界稳定,试说明该系统是否稳定？解：,已知离散系统的Z传递函数如下：,胡漠革扑警本飘湛乏秃毋逊侯逝块箱应局溺葬啥伍算桶比棵桃闹祷用栋糙控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统,