采样控制系统.ppt

§8.8.2最少拍系统设计最少拍系统：典型输入作用下，能在有限拍内结束响应过程且在采样点上无稳态误差的系统。(1)典型输入的统一描述设计原则：设计条件：G(z)中无单位圆上或外的点,若有,需在的零点中包含零极选择F(z)，使系统经最少拍后能在采样点上准确跟踪典型输入，由此确定满足条件的GD(z)第30页，共43页，星期日，2025年，2月5日选择F(z)的标准：F(z)的全部极点均应位于z平面原点处。依最少拍系统设计原则，应有则调节时间要求：为0的条件：应包含此因子即上式取F(z)=1的意义为降低阶数，简化D(z)，取F(z)=1第31页，共43页，星期日，2025年，2月5日第1页，共43页，星期日，2025年，2月5日模拟信号——在时间上连续，且在幅值上连续（导数连续）的信号。采样信号——又称离散信号，按一定的时间间隔对模拟信号进行采样得到的在时间上离散的一系列脉冲。采样控制系统和连续控制系统的区别：在连续系统中，各处的信号都是模拟信号；在采样系统中，一处或数处的信号是采样信号。采样系统的个性——采样过程和采样信号保持采样系统和连续系统的共性——（1）闭环控制；（2）需分析稳定性、暂态性能和稳态性能；（3）需进行校正。第2页，共43页，星期日，2025年，2月5日8.2采样过程和采样定理一、采样过程按一定的时间间隔对连续信号采样，将连续信号转换为脉冲序列的过程，称为采样过程。采样开关是用来实现采样过程的装置。采样开关按周期T闭合，T称为采样周期。每次闭合时间为，由于在实际中总有，且远小于中的时间常数，可近似认为。第3页，共43页，星期日，2025年，2月5日采样过程可用图表示采样信号是和的乘积，其中载波信号决定采样时刻，它是周期为T的单位脉冲序列，采样信号在nT(n=0,1,2…)时刻的值由决定。第4页，共43页，星期日，2025年，2月5日单位脉冲序列采样信号为采样信号的拉氏变换二、采样过程的数学表达式三、采样定理其中采样定理给出了选择采样周期T的依据。经采样得到的离散信号有可能无失真地恢复到原来的连续信号的条件是第5页，共43页，星期日，2025年，2月5日8.3采样信号保持器一、零阶保持器零阶保持器是一种按恒值规律外推的保持器，它将前一采样时刻的值，保持到下一个采样时刻，即第6页，共43页，星期日，2025年，2月5日二、零阶保持器的传递函数根据零阶保持器的单位脉冲响应，推出其传递函数。零阶保持器的单位脉冲响应是一个矩形，宽度为T，高为1，它可表示成以下二个单位阶跃信号的迭加。单位脉冲响应的拉氏变换就是零阶保持器的传递函数。第7页，共43页，星期日，2025年，2月5日8.4z变换其中是连续函数的采样信号，一、定义采样函数对应的Z变换是唯一的。Z变换只适用于离散函数，因为它只表征了连续函数在采样时刻的特性。Z反变换表示为用查表方法可得到函数的Z变换。第8页，共43页，星期日，2025年，2月5日设函数的Z变换为，而且在Z平面上以原点为圆心在单位圆上或圆外没有极点，则二、终值定理三、留数计算法已知连续函数的拉氏变换，和的极点，可用留数计算法求的Z变换。（设的极点数为n）第9页，共43页，星期日，2025年，2月5日1、当为一阶极点，留数为2、当为q重极点，留数为第10页，共43页，星期日，2025年，2月5日例：求的Z变换解：二重极点s=0的留数为第11页，共43页，星期日，2025年，2月5日8.5脉冲传递函数一、基本概念定义：线性离散系统中，在零初始条件下，系统输出采样信号的Z变换与输入采样信号Z变换之比，称为系统的脉冲传递函数。第12页，共43页，星期日，2025年，2月5日采样脉冲函数的物理