[2018年必威体育精装版整理](自动控制原理)采样控制系统.ppt

§8-5 线性采样系统的综合与校正 一般说来，线性采样系统的综合与校正，可以分 别在s域，z域或w域中进行，其综合与校正的方法 可以应用对数频率法，根轨迹法和最少拍系统法 等。前二者与连续系统综合与校正法类似，这里 仅简单介绍最少拍系统的综合与校正方法。 1、对数控制器的脉冲传递函数 在图M所示线性采样系统中，设反馈通道传递函数 ,保持器 和控制对象 合在一起 记为 ，称为广义控制对象，取得单位反馈线性 采样系统的闭环脉冲传递函数为： （27） ⑵求脉冲传递函数的一般步骤 求得连续部分的传递函数 ; 求得连续部分的脉冲瞬间响应 ; 求得采样的脉冲传递函数 的Z变换 . 例9（教材P328,例8-14） 2.串联元件的脉冲传递函数 ⑴中间没有采样开关隔开的两个连续环节的串联 如图C所示，为中间没有采样开关的两个连续环节 相串联，其脉冲传递函数为： 可以推广到一般情况，若n个串联环节之间元件同 步开关隔开时，其脉冲传递函数为： ⑵中间有采样开关隔开的两个连续环节的串联 如果某系统带两个同步采样开关，如图D所示。其 脉冲传递函数为： 可以推广到一般情况，若n个串联环节之间有n个同 步开关隔开时，其脉冲传递函数为： ⑶具有零阶保持器的开环采样系统 如果开环系统具有零阶保持器，如图E所示。其脉 冲传递函数为： 例10（教材P330,例8-15） 3.闭环系统的脉冲传递函数 采样开关在系统中的位置不同，其闭环传递函数 的形式也不同，这里仅讨论单回路闭环采样系统 脉冲传递函数的求法。在单回路闭环采样系统中， 仍然可以定义闭环脉冲脉冲传递函数，它与连续 系统中的定义稍有不同，以图F（a）所示系统为 例。图F（b）为图F（a）的等效系统，这样在 和 之间可以定义闭环脉冲传递函数。在连续系 统中，闭环传递函数 的输入 是对其指令 输入信号 而言的；而闭环线性采样系统的输 入则不一定是系统的指令输入 ，而很可能是 其经某种变换后的输入。 在图F（b）所示闭环线性采样系统中，其输入就 不是指令信号R(s),而是它经变换 后，以信号 的Z变换 作为该系统的输入，为 了与连续系统相区别，用W(z)来表示在这种输入 形式下的闭环采样的特性，称W(z)为等效闭环线 性采样系统的回路脉冲传递函数，类似于连续系 统中的 。若闭环线性系统的输入为 指令 时，则该闭环系统脉冲传递函数仍用表示 。 实际上，只要单回路闭环线性采样系统的前向通道 中存在一个实际的采样开关，它总可以等效成类似 于图F（b）所示的形式（不同结构形式单回路闭环 采样系统及其等效结构图见表8-2）。这样该系统 得W（z）和C（z）是有意义的，也很容易求得。 表8-2 闭环采样系统的典型结构图 有了上述的说明和理解之后，类似于连续系统中 的 的求法，W（z）（或 ）可方便的求得。 以图F（b）为例，由图可得 而 所以 故 由脉冲传递函数的定义可得： 因而： （20） 在采样线性系统的分析中，感兴趣的常常不是 W（z）（或 ）的形式，而是系统的输出C（z） 的表示式。下面着重讨论C（z）的计算方法。 4、C（z）的计算公式（单回路梅森公式的推广） 在上面的讨论中，输出C（z）是先定义W（z）， 然后按式（20）求得的。实际上，求闭环系统的输 出C（z）完全不必先求W（z），也不必将系统化 成类似图F（b）所示的形式，只要该系统前向通道 中有一个实际采样开关存在，就可以根据该系统的 结构形式，用视察法直接求出C（z）,通过归纳的方 法，可得C（z）的计算公式为