控制工程基础-畅元江ch10-计算机控制系统.ppt

B单位阶跃序列的Z变换C单位速度序列的Z变换D指数序列的Z变换线性性质减幅规则迭值定理初值定理平移性质滞后定理超前定理终值定理4Z变换的性质和定理(1)线性定理(2)位移定理-(a)迟后定理A迟后定理说明,原函数在时域中延迟K个采样周期,相当于Z变换乘以Z-K。B算子Z-K的物理意义:Z-K代表迟后环节,它把采样信号延迟K个采样周期。说明:(2)位移定理-(b)超前定理*在离散系统中，有一个或多个变量仅在离散的瞬时发生变化，这些瞬时以kT(k=0,1,2,…)表示，其中本章着重介绍线性离散系统的控制理论方法控制工程基础第十章计算机控制系统第十章计算机控制系统1概述2采样过程与采样定理3Z变换和反变换4Z传递函数5线性离散系统的稳定性分析01连续系统：输入信号和输出信号都是时间的连续函数,系统的运动状态用微分方程来描述的。离散系统：采样数据系统，信号是离散的数据序列去传递信息。与连续系统相比:本质上有所不同;对于线性系统,分析研究方法有很大程度上的相似性。020310.1概述如果连续系统中的信号表示为：f(t),e(t)…离散系统中的信号可表示为：f(kT),e(kT)…,(k=0,1,2…)，T称为采样周期。从时间轴上看，信号将以一串离散数列的形式出现，即：01T2T3T4T5T6T7Tt0.511.5f(t)图7-1连续信号和离散信号01T2T3T4T5T6T7Tt0.511.5f(kT)1.定义：C-r?A/D数字计算机D/A被控对象T0m保持器数字控制器被控对象-r?T0mC保持器数字控制系统2.组成：(1)框图(2).工作过程(3).简化框图数字控制系统是一种以数字计算机为控制器去控制具有连续工作状态的被控对象的闭环控制系统。采样过程与采样定理量化信号恢复采样过程与采样定理将连续信号通过采样器离散成离散信号的过程。1.基本概念t0T02T03T04T05T06T0二.采样过程(1).采样周期:(2).采样频率:(3)采样角频率:(4).采样脉冲序列:(5).采样过程:2采样定理如果采样频率大于或等于连续信号最高频率2倍，则采样离散信号能无失真恢复到原来的连续信号。具有理想滤波特性的滤波器：保持离散频谱中的主要分量，去掉辅助分量1零阶保持器23信号恢复信号保持t一.零阶保持器(zeroorderholder)信号保持是指将离散信号——脉冲序列转换成连续信号的过程。用于这种转换的元件为保持器。传递函数：时域特性的数学模型：零阶保持器像一个延迟环节频率特性：零阶保持器1线性离散系统的数学描述和分析方法线性连续系统线性离散系统描述线性常微分方程线性常系数差分方程古典法古典法分析方法拉氏变换法Z变换法状态空间法离散状态空间法分析方法连续系统离散系统拉氏变换，传递函数Z变换，Z传递函数状态空间法离散状态空间法优点：计算机求解方便，单变量、多变量统一描述，可用于非线性系统0102030405Z变换的定义2典型序列的Z变换Z变换的性质和定理Z反变换用Z变换求解差分方程7.3Z变换和Z反变换Z变换的定义：02采样信号的表达式：011Z变换的定义指数序列正弦余弦序列单位样值序列单位阶跃序列斜坡序列2典型序列的Z变换A单位脉冲序列的Z变换单位样值信号（UnitSample)A单位脉冲序列的Z变换?(t)和?(n)的定义的区别A脉冲序列的Z变换*在离散系统中，有一个或多个变量仅在离散的瞬时发生变化，这些瞬时以kT(k=0,1,2,…)表示，其中本章着重介绍线性离散系统的控制理论方法