《控制理论的发展及应用.ppt

外部描述——传递函数：不表征系统的内部结构和内部变量，只反映外部变量组输入与输出间的因果关系 内部描述——状态空间，能够完全表征系统的一切动力学特征： 不完全描述 完全描述 传递函数：初始条件为零的线性定常系统输出的拉普拉 斯变换与输入的拉普拉斯变换之比。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 现代控制论的重要分支：状态空间设计方法 系统模型 状态空间模型的建立、与传递函数描述之间的相互转化； 系统分析 状态空间运动分析；能控性和能观性的基本概念与判据、能控、能观标准形及结构分解； 系统综合 基于状态反馈控制系统设计方法——极点配置和观测器设计。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 计算机控制系统（离散控制、脉冲控制、采样控制等） 图6.1 计算机控制系统原理图 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 控制系统通常分成两大类 ： 连续时间控制系统 ：各处的信号是时间的连续函数 ，则称该类系统为连续时间控制系统。 离散时间控制系统 ：有一处或数处信号不是时间的连续函数， 而是在时间上离散的一系列脉冲序列或数字信号，称这类系统为离散时间控制系统或采样控制系统。 1 控制工程中普遍存在离散时间系统 2 计算机的高速发展和数字控制的广泛应用 意义： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 离散信号＝采样信号＋数字信号 时间整量化 时间和幅值同时整量化 离散、采样、数字控制的差别 离散控制系统、数字控制系统和采样控制系统都是同类系统，但严格是有差别的。 离散控制系统：内涵最广，它涵盖了采样和数字控制系统。离散控制处理的是离散信号。 采样控制系统：包括了采样数据信号和数字信号，如过程控制系统（PCS）。采样控制处理的是采样信号。 数字控制系统：信号是一个数字序列，如数字仿真系统（DSS）。数字控制处理的是数字信号。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 连续整量化信号与数字信号 连续模拟信号与采样信号 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 采样控制系统与连续时间控制系统相比 优点： （1）容易实现复杂的控制规律； （2）控制规律易改变； （3）精度高、抗干扰性能好。 目前采样控制系统的发展成为： 1、集散控制系统（DCS）； 2、可编程控制器（PLC）； 3、工业控制机（IPC）； 4、计算机集成制造系统（CIMS）。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 连续系统和离散系统分析方法的比较 连续系统分析 （L变换） 微分方程 传递函数，频域分析（经典） 状态方程：求运动解，通过系统矩阵分析（现代） 离散系统分析类似 （z变换） 差分方程 脉冲传数，频域分析（经典） 差分状态方程：状态空间方法（现代） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 20