计算机控制技术20150504.pptxVIP

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2023-06-18 发布于上海
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计算机控制技术20150504.pptx

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计算机控制技1页/共207页 4.1.1 计算机控制系统信号采样计算机控制系统——采样控制系统(以采样周期T为间隔的离散采样)；4.1 采样控制基础理论4.1.1.1 采样?第2页/共207页 4.1.1.2 采样频率-采样定理采样定理(香农定理):采样频率ωs应高于被测信号最高率ωmax的2倍;即: ωs≥2ω_max;4.1 采样控制基础理论4.1.1.3 采样信号恢复计算机输出的采样信号f*(KT)经D/A转换器输出转换为阶梯式连续信号f(t),即f*(KT)被保持到了(1+K)T时刻。这时D/A转换器的功能相当于零阶保持器，如图4.1-1所示；第3页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.1.3 采样信号恢复如图4.1-1所示；第4页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.1.3 采样信号恢复零阶保持器的脉冲传递函数如图4.1-2所示；零阶保持器的脉冲相应函数可分解为： g0(t)=1(t)-1(1-T)第5页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.1.3 采样信号恢复?第6页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.1.3 采样信号恢复?第7页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2 离散系统的数学描述计算机控制式采样控制，控制系统的采样与计算都是在采样时刻的离散点上完成。计算机测控计算是由离散时刻的输入——输出关系表述的——差分方程。4.1.2.1 差分方程?第8页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2 离散系统的数学描述4.1.2.1 差分方程?第9页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.1 差分方程?4.1.2.2 Z变换?第10页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.2 Z变换?Z变换方法：?第11页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.2 Z变换Z变换方法：?第12页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.2 Z变换Z变换方法：?第13页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.2 Z变换Z变换方法：?第14页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.3 Z反变换?第15页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.3 Z反变换?第16页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.3 Z反变换?第17页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.3 Z反变换?第18页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.2.4 用Z变换解差分方程?第19页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.3.1 脉冲传递函数定义?第20页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.3.2 差分方程与脉冲传递函数的相互转换?第21页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.3.2 差分方程与脉冲传递函数的相互转换?第22页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.4 数字控制系统的时域分析?4.1.4.1 暂态过程第23页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.4 数字控制系统的时域分析则：1．a＞1；Y(k)序列是发散的；2．a=1；Y(k)序列是等幅脉冲；3．0≤a＜1；Y(k)序列是单调衰减正序列；4．-1＜a＜0；Y(k)序列是交变衰减振荡序列；5．a=-1；Y(k)序列是交变的等幅振荡序列；6．a＜-1；Y(k)序列是交变发散序列；4.1.4.1 暂态过程第24页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.4 数字控制系统的时域分析如图：4.1-3所示；4.1.4.1 暂态过程第25页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.4 数字控制系统的时域分析?4.1.4.1 暂态过程第26页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.4 数字控制系统的时域分析?4.1.4.1 暂态过程第27页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.4 数字控制系统的时域分析稳定性分析：闭环系统Φ(z)特征方程的所有根分布在单位圆内，系统稳定。Φ(z)有单位园内共轭复根，系统响应为收敛振荡；Φ(z)无单位园内共轭复根，且所有根都处于单位圆右半平面，系统响应——单调收敛；Φ(z)无单位园内共轭复根，且有根都处于单位圆左半平面的根，系统响应——振荡收敛；Φ(z)单位圆外根，系统不稳定；4.1.4.1 暂态过程第28页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.4 数字控制系统的时域分析如图4.1-4所述单位负反馈控制系统：4.1.4.2 稳态误差第29页/共207页 4.1 采样控制基础理论4.1.4 数字控制系统的时域分析?e4.1.4.2 稳态误差第30页/共207页 4.2 数字调节器的模拟化设计方法常用的数字调节器设计方法：模拟化设计方法、数字调节