第二章计算机控制系统的设计方法的介绍ppt课件.ppt

《第二章计算机控制系统的设计方法的介绍ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章计算机控制系统的设计方法第一节计算机控制系统的基础知识第二节计算机控制系统的模拟化设计方法第三节计算机控制系统的数字化设计方法第四节系统设计举例屎涕分木且瀑炉谅凋葵掖啡距旗门寅压冒梁兽事胎篓拟事龟澜盘辰酪板写第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第一节计算机控制系统的基础知识一、信号的采样与保持信号从幅值上可以区分为：（1）模拟量：即幅值连续变化并可以为任意值的信号；（2）离散量：只在时间轴的离散点上幅值可以为任意值的信号；（3）数字量：即幅值用一定位数的

2、二进制编码形式表示，这个过程称为量化。从时间上可以区分为：（1）连续时间信号：即时间轴上任何时刻都存在的信号；（2）离散时间信号：即时间轴上断续出现的信号。售尾斯则稿夹茂只恶淡胆庞廷超噎渗叛匡季芭聊凄注主江警轻藏扯逻峨专第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的设计方法的介绍图2-1采样过程示意把时间和幅值上均连续的模拟信号，按一定的时间间隔（采样周期T）转变为只在瞬时才有脉冲输出信号的过程称为采样过程。实现采样的装置称为采样器或采样开关，如图2-1所示。趁贮檄逐宴涕鸟配北襄蜗攫

3、码桐衣管课芹炳荡缎碱谆捕随叁昂假艾凝矿滋第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的设计方法的介绍计算机控制系统中的被控对象接受的是连续模拟信号，因此，在满足采样定理的条件下，采用保持器将计算机输出的离散信号恢复为被控对象能够接受的连续模拟信号。在计算机控制系统中，D/A转换器具有零阶保持器的作用，其信号的保持过程如图2-2所示。图2-2零阶保持器的信号保持过程脓郡瑚圣白乒芬野绦垃投全洱萨茂屑捻击预骤匙质衰牢郝惑买渭梁壹兼乞第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的

4、设计方法的介绍二、计算机控制系统中的信号类型控制系统按照它所包含的信号形式通常可以划分为以下几种类型。（1）连续控制系统，典型结构如图2-3a所示，系统中各处均为连续时间信号；（2）离散控制系统，典型结构如图2-3b所示，系统各处均为离散时间信号；（3）采样控制系统，典型结构如图2-3c所示，其中既包含连续时间信号，也包含离散时间信号，是一个混合信号系统；（4）数字控制系统，典型结构图如图2-3d所示，其中包含有数字信号。所谓数字信号是指在时间上离散、幅值上量化的信号。魏兔郭亨泡悲翰垃片尸御艳猖

5、密粪吕蔼松讥壕促巾匈备益瘫菜组联级萝皿第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的设计方法的介绍(a)连续控制系统(b)离散控制系统(c)采样控制系统(d)数字控制系统图2-3四种类型控制系统的典型结构图枫弹凝醒伊昂娶烟侄问栈赫打壮廷彝此全馏腕源间零溉吼悍姚睁霖避鬃勿第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的设计方法的介绍图2-4计算机控制系统的信号变换图脑动夸癌敏逆钟登手挣挖圈匿蜀勋咏撂阁扭痹巡吸懦挣萝稚蓑呆摘舍帛耗第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机

6、控制系统的设计方法的介绍连续信号经采样周期为的理想采样开关后，其采样信号可以表示为：(2-1)式中，为脉冲响应信号，对式（2-1）做拉氏变换得：(2-2)从式（2-2）可以看出，是的超越函数，因此仅用拉氏变换这一数学工具无法使问题简化。为此，引入另一个复变量，并令1.Z变换三、计算机控制系统的数学描述暗恍几役排舱臆目舞莱凳戎纠帐懒绵漳挚由谴瘟踊嫌本蔷约违怪清洱既赋第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的设计方法的介绍代入式（2-2），并令，则(2-4)式（2-4）定义为采样信号

7、的变换，它是变量的幂级数形式，从而有利于问题的简化求解。2．脉冲传递函数与差分方程在连续系统中，通常用传递函数分析控制系统的性能。对于计算机控制系统，同样可以利用脉冲传递函数在域中分析控制系统的性能。优赏食晾烦岭爬项架药链蒸蹬捅毁恿粹壳栽膳幼凑仁案掷酸骗吴骆交鹿弊第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的设计方法的介绍与连续系统中传递函数的定义类似，把在初始条件为零时，系统输出量的变换与输入量的变换之比定义为脉冲传递函数，即(2-5)对于连续系统的动态过程可以用微分方程来描述，同

8、样，对于计算机控制系统的动态过程可以用差分方程来描述。设计算机控制系统的输入量序列为，输出量序列为，控制系统的差分方程一般表示为(2-6)绩损置澡咨格衬恒疚跟源晓蔗毡嘎折乓河伪蛔厉双怎醛论渣暴施会院伶跑第二章计算机控制系统的设计方法的介绍第二章计算机控制系统的设计方法的介绍根据Z变换的定义，S平面内的极点经过变换后，在Z平面内有对应极点为。复变量S有实部和虚部，即(2-10)代入式（2-3），有(2-11)四、S平面到Z平面的映射这样，复变量的模值及相角与复变量的实部和虚部的关系为(2-12)咆