计算机控制系统第2版李华侯涛电子课件第2章节.ppt

第二章结束 谢谢！ 2.7 线性离散系统的动态响应分析 1．已知离散系统的结构和参数，分析系统的动态响应特性 当离散系统的结构和参数已知时，在输入信号给定的情况下，得到输出量的 变换 ，经过 反变换，就能得到系统输出的时间序列 。根据过渡过程曲线，可以分析系统的动态特性如 、 等。 兰州交通大学自动化学院 解： 被控对象脉冲传递函数 代入已知参数，可得系统闭环脉冲传递函数 例2-17 如图所示的线性离散系统，输入为单位阶跃序列。试分析系统的过渡过程。（其中： ） 图2-12 例11图 兰州交通大学自动化学院 得到输出时间序列为 图2-13 离散系统输出时间序列 兰州交通大学自动化学院 2．已知离散系统的脉冲传递函数零、极点在平面中的分布情况，分析系统的动态响应特性 图2－14 闭环极点分布与过渡分量的关系 (a)闭环实数极点 兰州交通大学自动化学院 (b)闭环复数极点 本章小结 本章介绍了线性离散系统的数学描述和分析方法。主要包括：信号变换原理、线性离散控制系统的数学描述和变换分析法、离散系统开环和闭环脉冲传递函数的求取。在此基础上介绍了线性离散系统的稳定性、稳态性能和动态性能等离散系统性能分析方法。 尚辅网 / 第2章 线性离散系统 的数学描述和分析方法 2.1 信号变换理论 2.2 线性离散系统的数学描述方法 2.3 线性离散系统的Z变换分析法 2.4 脉冲传递函数 2.5 线性离散系统的稳定性分析 2.6 线性离散系统的稳态误差分析 2.7 线性离散系统的动态响应分析 兰州交通大学自动化学院 2.1 信号变换理论 1. 连续信号的采样和量化 图2-1 采样过程 采样过程 兰州交通大学自动化学院 在计算机控制系统中，采样信号 是一数字序列，可分解成一系列单脉冲之和。 则： 式中， 为 时刻的单脉冲，脉冲的幅值为 ； 为 时刻的单脉冲，脉冲的幅值为 ；……； 为 时刻的单脉冲，脉冲的幅值为 。 。 兰州交通大学自动化学院 幅值 时间 图2-2 对单位脉冲序列的调制 可以解释为连续时间信号 被理想单位脉冲 做了离散时间调制。 因此： 兰州交通大学自动化学院 量化过程 图2-3 量化过程 所谓量化，就是采用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换成数字信号。这个经量化使采样信号成为数字信号的过程称为量化过程。 兰州交通大学自动化学院 2. 采样定理 图2-4 、 的频谱 及从 恢复 （a) 的频谱 （b） 的频谱 （c） 理想的滤波器 （d） 滤波器输出信号频谱 兰州交通大学自动化学院 为保证采样信号的频谱是被采样信号的频谱无重叠的重复（沿频率轴方向），以便采样信号能反映被采样信号的变化规律，采样频率 至少应是 的频谱 的最高频率 的两倍，即 采样定理奠定了选择采样频率的理论基础，但对于连续对象的离散控制，不易确定连续信号的最高频率。因此，采样定理给出了选择频率的准则，在实际应用中还要根据系统的实际情况综合考虑。 采样定理 兰州交通大学自动化学院 3.采样信号的复现和采样保持器 保持器 保持器是一种基于时域外推原理、把采样信号转换成连续信号，实现采样点之间的插值的元件。 零阶保持器 。 零阶保持器采用恒值外推原理，把每个采样值 一直保持到下一个采样时刻 ,从而把采样信号 变成了阶梯连续信号 。 图2-5 零阶保持器的功能