自动控制原理梅晓榕.ppt

第七章 计算机控制系统 计算机控制系统概述
采用计算机的系统。代替模拟控制器，补偿（校正）装置，实现复杂控制。
工业控制机，单片机，PLC，DSP。
模拟信号：1）时间的连续函数；2）数值连续。
数字信号：用数字表示
的信号，有限个数。
离散时间信号：在时间
的离散点上有定义。
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模/数（A/D）转换 数模（D/A）转换
离散时间系统：系统中有离散时间信号。
数字控制系统：系统中有数字信号。
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A/D转换与采样定理 A/D转换
A/D转换：采样，量化，和编码。
采样
采样周期和频率
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量化：用有限字长的二进制数近似模拟信号。
量化单位：机内数最低位代表的数值。
N位二进制数，

误差为q/2。字长长，位数多，误差小。
编码：将量化后的数变成二进制数码。如，原码，补码等。
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采样定理
任一信号可由正弦信号叠加而成，这些正弦信号的幅值与频率的关系就是频谱。
采样（Shannon）定理 连续有限
频谱，由采样信号得到原连续信号
的必要条件：
对于最高频率信号，一周期至少采两次。
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采样信号的频谱
平移 得到
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采样周期的选择
采样周期小，频率高，信息损失小，但计算量大。
采样周期长，频率低，信息损失大，甚至不稳定。
可反复试验。
经验公式
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D/A转换
数字信号变成连续模拟信号，包括解码与保持。
解码：数字变成对应值的电压或电流。
保持：求采样时刻之间的值，离散时间信号变成连续信号。
零阶保持器
将采样值保持一个周期。
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零阶保持器单位冲激响应、传函与频率特性
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Z变换 Z变换
离散信号的拉氏变换
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