线性离散控制系统的与校正要点讲解.ppt

9.2 信号的采样与保持 t 0 t 0 小结 e*(t) e (t) 理想采样序列 零阶保持器 0T 2T 3T 0 T 2T 3T 1 典型数字控制系统结构图 r(t) e(t) e*(t) uh(t) u*(t) c(t) - Gh(s) Gc(s) G0(s) * * * * * * * * * * * * * * * * * LOGO Harbin Engineering University Harbin Engineering University 第9章 线性离散控制系统的分析与校正 离散系统的设计方法 离散系统性能的分析方法 离散系统的数学建模 离散系统的基本概念与原理 1 2 3 4 ※如何设计离散系统？---最少拍系统设计 ※离散系统的数学模型 ---脉冲传递函数？ 离散系统数学基础---采样定理和z变换？ 什么是离散系统？ 第9章 线性离散控制系统的分析与校正 目标 （Objectives） ※如何分析离散系统(稳准快）？ 第9章 线性离散系统的分析与校正 9.1离散系统的基本概念 9.2 信号的采样与保持 9.3 Z变换理论 9.4 ※ ※ 线性离散控制系统的数学模型（描述） 9.5 ※ 线性离散控制系统分析 9.6 ※ ※线性离散控制系统的数字校正（设计） 主要内容 离散系统分析的数学基础 9.1 离散系统的基本概念 连续时间系统（continuous time system) ：指控制系统中的所有信号都是时间变量的连续函数。简称连续系统。 离散时间系统 (discrete time system) ：指控制系统中有一处或几处信号是一串脉冲或数码，即这些信号仅定义在离散时间上。简称离散系统。 一、什么是离散系统？ P481 0 2T 4T 6T 0 2T 4T 6T 数字信号 6q 4q 2q 连续(或模拟)信号：在时间和幅值上均连续变化的信号。 ※数字信号：仅在离散时间取值，幅值也离散的信号。其中q为量化单位。 9.1 离散系统的基本概念 ※采样信号：仅在离散时间上取值，幅值连续变化。如脉冲信号。 采样信号 一、什么是离散系统？ P481 离散信号 连续信号 采样控制系统(脉冲控制系统): 9.1 离散系统的基本概念 一、什么是离散系统？ P481 离 散 系 统 分 类 采样信号 0 2T 4T 6T t 数字信号 0 2T 4T 6T 6q 4q 2q 数字控制系统（计算机控制系统）: 9.1 离散系统的基本概念 二、采样控制系统（Sampled-Data Control System) P482 采样控制系统：对来自传感器的连续信息在某些规定的 时间瞬时上取值，而相邻两个脉冲之间没有信号值。 t e(t) 0 t e*(t) 0 1）等周期采样 2）系统中所有采样器同步工作 如何采样？ 信号的采样 炉温控制系统方框图 9.1 离散系统的基本概念 二、采样控制系统 例： 炉温连续控制系统 实例演示 由于存在大惯性环节，导致实际控制精度和动态性能之间矛盾，控制过程产生振荡 。 9.1 离散系统的基本概念 二、采样控制系统 例： 炉温采样控制系统原理图 T 实例演示 采样周期 采样持续时间 9.1 离散系统的基本概念 r(t) e(t) c(t) - + Gh(s) G0(s) H(s) Gc(s) e*(t) eh(t) 典型采样控制系统结构图（P482) 二、采样控制系统（P482) 1. 采样过程：应用采样器(sampler)把连续信号转变为脉冲序列。 采样器/采样开关 t e(t) 0 T 假设1： ，即采样是瞬时完成的，称理想采样 演示 9.1 离散系统的基本概念 二、采样控制系统（P482) 2. 复现（保持）过程：应用保持器(hold) 把脉冲序列转变为连续信号。 t 0 t 0 信号复现滤波器 保持器 演示 r(t) e(t) c(t) - + Gh(s) G0(s) H(s) Gc(s) e*(t) eh(t) 典型采样控制系统结构图（P482) 假设2：采样频率足够高，则相当于连续信号 9.1 离散系统的基本概念 二、采样控制系统 t 0 t 0 t e(t) 0 小结 信号采样 信号保持 演示 r(t) e(t) c(t) - + Gh(s) G0(s) H(s) Gc(s) e*(t) eh(t) 典型采样控制系统结构图（P482) 数字控制系统是一