自动控制原理 教学课件 ppt 作者 孙优贤 王慧 主编第七章_2 模型课件.ppt

* Example 7-2-3-1 解：采用“视察法”直接求C(z)　　 与前逐步推导的方法结果相同。　　 离散系统模型——3. 闭环脉冲传递函数 * G1(s) G2(s) H(s) r(t) e(t) e*(t) d(t) b(t) y*(t) y(t) - + + 带干扰的闭环线性离散控制系统 Example 7-2-4 已知带干扰的闭环离散控制系统如图, 求脉冲传递函数及输出Z变换式。 离散系统模型——3. 闭环脉冲传递函数 * 解：1) 假定d(t)=0,得到如图所示的结构图 根据脉冲传递函数的定义可知 误差脉冲传递函数 满足“视察法”直接求Y(z)条件，试求Y(z)!! 特征方程 离散系统模型——3. 闭环脉冲传递函数 G1(s) G2(s) H(s) y(t) y*(t) e*(t) e(t) r(t) b(t) * 解：2) 假定输入r(t)=0,得到按扰动输入的等价离散控制系统的结构图 G2(s) G1(s) H(s) r(t)=0 e*(t) y*(t) - y(t) d(t) + + 扰动输入的离散控制系统 比较：若H＝1 单回路，但环内无采样开关，不满足“视察法”直接求Y(z)条件!! 离散系统模型——3. 闭环脉冲传递函数 * G1(s) G2(s) H(s) r(t) e(t) e*(t) d(t) b(t) y*(t) y(t) - + + 带干扰的闭环线性离散控制系统 Example 7-2-4 已知带干扰的闭环离散控制系统如图, 求脉冲传递函数及输出Z变换式。 解：3)输出Z变换式: 离散系统模型——3. 闭环脉冲传递函数 * 补充题－1：求脉冲传递函数及输出的Z变换。 G1(s) G2(s) H(s) y(t) y*(t) e*(t) e(t) r(t) b(t) G3(s) 比较：若H＝1 注意: 无 Gclosed(z). 离散系统模型——3. 闭环脉冲传递函数 * 补充题－2：求脉冲传递函数及输出的Z变换。 (1-e-TS)/s 0.5s + + X(s) Y(s) K/s2 (1-e-TS)/s 1+0.5s + X(s) Y(s) K/s2 注意: Gclosed(z)=? 多回路!!?? 离散系统模型——3. 闭环脉冲传递函数 * Z变换法的局限性： Z变换的推导是建立在假定采样信号可以用理想脉冲序列来近似的基础上，即每个理想脉冲的面积等于采样瞬时的时间函数，这种假定只有当采样持续时间 ? 与系统最大时间常数相比很小时才能成立。 输出Z变换函数Y(z)，只确定了时间函数y(t)在采样瞬时上的数值，不能反映y(t)在采样间隔中的信息。故Y(z)的Z反变换y(nT)只能代表采样瞬时t=nT时的数值。 用Z变换法分析离散系统时，系统连续部分传递函数Gp(s)的极点至少要比其零点多两个，或者满足　　　　　，即在t=0处无跳变。否则，用Z变换法得到的系统采样输出y＊(t)与实际连续输出y(t)差别较大，甚至完全不符。改进方法？？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　－－修正（推广）Z变换法。 离散系统模型——3. 闭环脉冲传递函数 * 内容回顾 离散系统模型 线性差分方程 开环脉冲传递函数 闭环脉冲传递函数 第七章 浙江大学控制科学与工程学系 第七章 * 第七章 线性离散系统的分析与校正 * 离散控制系统——内容 回顾和简介 采样 Z变换理论 离散系统模型 Z域分析 (直接法) 数字控制系统设计 ………….. * 离散控制系统——离散系统模型 离散系统模型 线性差分方程 开环脉冲传递函数 闭环脉冲传递函数 * 离散控制系统——离散系统模型 离散系统 将输入序列r(n)，n=0,±1,…,变换为输出序列c(n)的一种变换关系；称为离散系统 线性离散系统 如果离散系统满足叠加原理，则称为线性离散系统。 线性定常离散系统 输入与输出关系不随时间而改变的线性离散系统，称为线性定常离散系统 线性定常离散系统采用线性定常差分方程描述。 * 线性定常离散系统可以用后向差分方程来描述 正如通常采用线性定常微分方程描述线性连续系统一样，通常采用线性定常差分方程描述线性离散系统。 也可用前向差分方程来描述线性定常离散控制系统 离散系统模型——1. 线性差分方程 * 求解差分方程常用的有迭代法和Z变换法 （1）迭代法（递推法） （2）Z变换法 离散系统模型——1. 线性差分方程 线性定常系统差分方程 (前差或后差） 输出序列初值 递推关系 输出序列 差分方程Z变换 线性定常系统差分方程 Z变换的实位移定理 输出Z变换 初始条件 输入Z变换 输出Z反变换 离散系统输出时域解析式 * Example 7-2-