[数学]第6章离散系统控制理论.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 第6章 离散系统控制理论 6.1 信号的采样与保持 6.2 差分方程 6.3 Z 变换 6.4 Z传递函数 6.7 稳态误差分析 6.5 稳定性分析 6.8 数字PID控制 6.6 暂态性能分析 6.9 MATLAB在离散系统分析中的应用 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 6.4.1 Z传递函数的概念 系统G(z) R(z) C(z) 在零初始条件下，线性定常系统（环节）输出采样信号的Z变换与输入的采样信号的Z变换之比，称为该系统（环节）的Z传递函数。 若某离散系统由如下的差分方程描述： 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 为系统G(s)的脉冲响应函数。 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 6.4.2 开环Z传递函数 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 例6.9 某系统中锁相环的方框图，求系统的开环Z传递函数。 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 闭环离散系统的z传递函数 和误差z传递函数 6.4.3 闭环Z传递函数 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 例6.11 闭环离散系统的z传递函数和误差z传递函数 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 第6章 离散系统控制理论 6.1 信号的采样与保持 6.2 差分方程 6.3 Z 变换 6.4 Z传递函数 6.7 稳态误差分析 6.5 稳定性分析 6.8 数字PID控制 6.6 暂态性能分析 6.9 MATLAB在离散系统分析中的应用 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 设离散系统的特征方程为： 朱利表 朱利表构成 6.5.1 朱里稳定判据 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 线性离散系统稳定的充分必要条件为： 朱利表 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 例6.12 已知系统的特征方程为 ，判别系统稳定性。 因为不满足 或者因为 ，所以该系统不稳定。 例6.13 已知系统的特征方程为 ，判别系统稳定性。 D(1)=5.70，D(-1)=-0.10， 满足朱利判据的前三个条件，下面再列表检验是否满足后面的条件： 满足约束条件 该系统是稳定的。 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 6.5.2 修正劳斯稳定判据 离散系统的Z域特征方程D(z)=0经过双线性变换后，得到W域的特征方程，记为D(w)=0。 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 第6章 离散系统控制理论 6.1 信号的采样与保持 6.2 差分方程 6.3 Z 变换 6.4 Z传递函数 6.7 稳态误差分析 6.5 稳定性分析 6.8 数字PID控制 6.6 暂态性能分析 6.9 MATLAB在离散系统分析中的应用 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 6.6 暂态性能分析 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 主导极点法得到的离散系统性能指标近似公式： 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 第6章 离散系统控制理论 6.1 信号的采样与保持 6.2 差分方程 6.3 Z 变换 6.4 Z传递函数 6.7 稳态误差分析 6.5 稳定性分析 6.8 数字PID控制 6.6 暂态性能分析 6.9 MATLAB在离散系统分析中的应用 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 6.7 稳态误差分析 设 在Z平面以原点为圆心的单位圆上和单位圆外没有极点， 则离散系统的稳态误差的终值为 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 第6章 离散系统控制理论 6.1 信号的采样与保持 6.2 差分方程 6.3 Z 变换