计算机控制系统-动态过程.ppt

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1、复习：1.离散系统稳定的充要条件:闭环极点在Z平面的单位圆内。2.劳斯判据：双线性变换闭环特征多项式A（w），所列劳斯表第一列各元素全部为正。3．舒尔-科恩判据：舒尔-科恩表中第一列单数行各元素全为正；4．二阶离散系统的稳定性判据§5.3计算机控制系统动态过程线性离散系统的动态特性是指系统在单位阶跃信号输入下的过渡过程特性（或者说系统的动态响应特性）。一般的，计算机控制系统的闭环脉冲传递函数可以写成以下形式：（m

2、T)发散（单调）单位圆上：y(kT)等幅（常数）单位圆内：y(kT)单调衰减型指数函数2．负实数极点单位圆外：y(kT)增幅振荡(发散)单位圆上：y(kT)等幅振荡单位圆内：y(kT)衰减振荡，振荡频率为1/(2T)3．一对共轭复极点使极点处于单位圆的右半圆内，并且尽可能靠近原点.单位圆外：发散振荡单位圆上：等幅振荡单位圆内：衰减振荡，振荡角频率为θj/T综上所述，线性离散系统的闭环极点的分布影响系统的的过渡特性。（1）当极点分布在z平面的单位圆上或单位圆外时，对应的输出分量是等幅的或发散的序列，系统不稳定（2）当极点分布在单位圆内时，对应的输出分

3、量是衰减序列，且极点越接近原点，衰减越快。反之，越接近单位圆，衰减越慢。（3）当极点分布在单位圆内左半平面时，虽然输出是衰减的，但过渡特性不好。因此，设计时应尽量选择极点在右半圆内。使用求Z反变换的所有方法。特点：输出脉冲系列，其包络线就是连续系统的响应。例步骤：1.求被控对象的Z传递函数,T=1秒。(2)求闭环Z传递函数：（输入端有采样器）(3)求输出的Z变换Y(z)(4)用长除法，求出y(kT)(5)与连续系统对比:连续系统闭环传函二.修正Z变换：(理解)AB1.如何确定采样点之间的信息？函数A某时刻的值，将在λT时刻之后在函数B发生函数B某时

4、刻的值，已于λT时刻前在函数A发生滞后与超前：2.修正Z变换的定义对于象函数F(s):3.讨论（1）修正Z变换的用途：计算采样点之间的信息；处理非整数倍采样周期延迟系统（2）m=0:（3）m=1:零初始条件4.要求：会查表三.含纯滞后环节离散系统的输出响应1.系统框图2.广义被控对象离散化离散化：3.系统输出响应闭环传函：稳定性判断，闭环特征方程：输出响应：使用各种Z反变换方法求解例：已知上图中各参数如下，求系统闭环Z传递函数解：闭环Z传递函数四.采样点之间信息的获取1.问题的提出2.实现方法D(z)已离散化，R(s)可以离散化，G(s)为带零阶保

5、持器的被控对象，也可离散化。离散化只能获得采样点的信息，实际系统大都是连续的。怎么办?修正Z变换“虚拟滞后”进行修正Z变换！求G(z)和G(z,m)注意：(1)G(z)与G(z,m)的区别！(2)求采样点之间值时，二者均要。例：教材例5.8.如上图：留数法：略去中间步骤。。。不展开，直接求两个极点的留数k:设定采样拍数,k从1开始；m：取[0，1]值,对应采样点之间任意值。MATLAB程序计算阶梯信号与连续信号对比：liti5_8xz.m