计算机控制系统-动态过程教学提纲.ppt

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1、计算机控制系统-动态过程 一般的，计算机控制系统的闭环脉冲传递函数可以写成以下形式：（mn）当输入单位脉冲信号时，R(z)=1，则输出信号为经过z的反变换，有1正实数极点正实数极点 一一.计算机计算机控制系统的控制系统的动态分析动态分析（了解）（了解）单位圆外：单位圆外：y(kT)发散发散（单调单调）单位圆上：单位圆上：y(kT)等幅（常数）等幅（常数）单位圆内：单位圆内：y(kT)单调衰减型指数函数单调衰减型指数函数2负实数极点负实数极点单位圆外：单位圆外：y(kT)增幅振荡增幅振荡(发散发散)单位圆上：单位圆上：y(kT)等幅振荡等幅振荡单位圆内：单位圆内：y(kT)衰减振荡，振荡频率为衰

2、减振荡，振荡频率为1/(2T)3一对共轭复极点一对共轭复极点使极点处于单位圆的右半圆内，并且尽可能靠近原点使极点处于单位圆的右半圆内，并且尽可能靠近原点.单位圆外：发散振荡单位圆外：发散振荡单位圆上：等幅振荡单位圆上：等幅振荡单位圆内：衰减振荡，振荡角频率为单位圆内：衰减振荡，振荡角频率为j/T综上所述，线性离散系统的闭环极点的分布影响系统的的过渡特性。（1）当极点分布在z平面的单位圆上或单位圆外时，对应的输出分量是等幅的或发散的序列，系统不稳定（2）当极点分布在单位圆内时，对应的输出分量是衰减序列，且极点越接近原点，衰减越快。反之，越接近单位圆，衰减越慢。（3）当极点分布在单位圆内左半平面时

3、，虽然输出是衰减的，但过渡特性不好。因此，设计时应尽量选择极点在右半圆内。使用求使用求Z反变换的所有方法。反变换的所有方法。特点：输出脉冲系列，其包络线就是特点：输出脉冲系列，其包络线就是 连续系统的响应。连续系统的响应。例例步骤步骤：1.求被控对象的求被控对象的 Z传递函数传递函数,T=1秒秒。(2)求闭环求闭环Z传递函数：（输入端有采样器）传递函数：（输入端有采样器）(3)求输出的求输出的Z变换变换Y(z)(4)用长除法，求出用长除法，求出y(kT)(5)与连续系统对比与连续系统对比:连续系统闭环传函连续系统闭环传函二二.修正修正Z变换：变换：(理解理解)AB1.1.如何确定采样点之间的信

4、息？如何确定采样点之间的信息？函数函数A某时刻的值，将在某时刻的值，将在T时刻之后在函数时刻之后在函数B B发生发生函数函数B某时刻的值，已于某时刻的值，已于T时刻前在函数时刻前在函数A A发生发生滞后与超前：2.2.修正修正Z Z变换的定义变换的定义对于象函数对于象函数 F(s):3.3.讨论讨论（1 1）修正）修正Z Z变换的用途：计算采样点之间的信息；变换的用途：计算采样点之间的信息；处理非整数倍采样周期延迟系统处理非整数倍采样周期延迟系统（2 2）mm=0:=0:（3 3）mm=1:=1:零初始条件零初始条件4.4.要求：要求：会查表会查表三三.含纯滞后环节离散系统的输出响应含纯滞后环

5、节离散系统的输出响应1.1.系统框图系统框图2.2.广义被控对象离散化广义被控对象离散化离散化：离散化：3.3.系统输出响应系统输出响应闭环传函：闭环传函：稳定性判断，闭环特征方程：稳定性判断，闭环特征方程：输出响应：输出响应：使用各种使用各种Z反变换方法求解反变换方法求解例：已知上图中各参数如下，求系统闭环Z传递函数解：解：闭环闭环Z Z传递函数传递函数四四.采样点之间信息的获取采样点之间信息的获取1.1.问题的提出问题的提出2.2.实现方法实现方法D(z)已离散化，已离散化，R(s)可以离散化，可以离散化，G(s)为带为带零阶保持器的被控对象，也可离散化。零阶保持器的被控对象，也可离散化。

6、离散化只能获得采样点的信息，实际系统大都离散化只能获得采样点的信息，实际系统大都是连续的。怎么办是连续的。怎么办?修正修正Z变换变换“虚拟滞后虚拟滞后”进行修正进行修正Z Z变换！变换！求求G(z)和和G(z,m)注意：注意：(1)G(z)与与G(z,m)的区别！的区别！(2)求采样点之间值时，二者均要。求采样点之间值时，二者均要。例：例：教材例教材例5.8.如上图：如上图：留数法：留数法：略去中间步骤。略去中间步骤。不展开，直接求两个极点的留数不展开，直接求两个极点的留数k:设定采样拍数设定采样拍数,k从从1开始；开始；m：取取0，1值值,对应采样点之间任意值。对应采样点之间任意值。MATLAB程序计算程序计算阶梯信号与连续信号阶梯信号与连续信号对比：对比：liti5_8xz.m此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢