自动控制原理-第二版-第7章 离散控制系统分析.ppt

自动控制原理目录第1章绪论第2章自动控制系统的数学模型第3章自动控制系统时域分析第4章根轨迹法第5章频域分析法第6章自动控制系统的设计与校正第7章离散控制系统分析第8章非线性控制系统分析第7章离散控制系统分析自动控制系统的设计一般分为系统分析和系统综合两大内容,系统分析指给定系统的结构和参数,采用时域分析方法或频域分析方法,通过计算与作图来求得系统可以实现的性能的过程。前几章讲述的内容都是系统分析的内容。系统综合是系统分析的逆命题,即已知控制系统所要实现的性能,设法构成、实现满足给定性能要求的控制系统的过程。控制系统的分析方法有时域分析法、根轨迹法、频率分析法等,而在系统分析的基础上将原有的系统的特性加以修正与改造,利用校正装置使得系统能够实现给定的性能要求,这个过程称为系统校正。系统校正过程也是系统综合的过程。经典控制理论中的系统校正研究所采用的方法主要有根轨迹法和频率法。两种方法可以自成体系独立进行,也可以互为补充。本章以频率法为主讲述系统校正的若干问题。、信号的基本形式(basicformofsignal)1)连续信号(continuous)2)采样信号sampling3)采样保持信号(samplingholding)因此,一个计算机控制系统包括四种信号:连续信号、采样信号、采样保持信号、数字信号。4)数字信号(digital):用量化单位q来度量采样信号幅值后所得的信号。如图d量化图d整个计算机控制系统信号变换过程如下:模拟信号采样信号数字信号采样采样保持信号模拟信号-+模拟信号采样信号数字信号数字信号模拟信号量化、保持功能由A/D转换器完成,采样开关为软开关,由程序的脉冲序列完成,故整个计算机控制系统信号变换过程等效如下:经A/D转换器量化经采样开关经保持经D/A转换二、信号的数学表示(mathformofsignal)1、理想采样开关的数学表示单位脉冲函数是一个幅值为1,宽度为0的脉冲量,图形表示如右,其数学表达式为由于理想采样开关的闭合时间很短,所以图中其波形看作是一个有强度、无宽度的脉冲序列,其数学表达式为其中2、采样信号的数学表示连续信号用表示,采样信号用表示。KTf(t)f*(t)由采样过程知,连续信号与采样信号分别是采样开关的输入/输出信号,则有KTf(t)f*(t)3、零阶保持器的数学表示(zero-orderholder)保持器有零阶保持器、一阶保持器、二阶保持器等。实际中,用的最多的是零阶保持器。其图如下由图得,零阶保持器的数学表示为: