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会计学上面控制系统框图实际控制系统中是不存在采样(cǎiyànɡ)开关的。计算机控制系统的优点:1、有利于实现系统的高精度控制;2、数字信号传输有利于抗干扰;3、可以完成复杂的控制算法,而且参数修改容易;4、除了采用计算机进行控制外,还可以进行显示,报警等其它功能;5、易于(yìyú)实现远程或网络控制。采样控制系统也是一类动态系统;该系统的性能也和连续系统一样可以分为动态和稳态两部分;这类系统的分析也可以借鉴连续系统中的一些方法,但要注意其本身(běnshēn)的特殊性;采样系统的分析可以采用Z变换方法,也可以采用状态空间分析方法。8-2信号的采样(cǎiyànɡ)与复现一个连续信号经采样开关变成了采样信号采样脉冲的持续时间远小于采样周期(zhōuqī)T和系统的时间常数可以将窄脉冲看成是理想脉冲,从而可得采样后的采样信号为是理想脉冲出现的时刻因此采样信号只在脉冲出现的瞬间才有数值(shùzí),于是采样信号变为因此采样过程可以看作一个调制过程。采样(cǎiyànɡ)信号的调制过程考虑到时,因此,可以将原来采样(cǎiyànɡ)信号表达式变为如下形式:2、采样(cǎiyànɡ)定理连续信号在时域上是连续的,但频域中的频谱是孤立(gūlì)的;连续信号采样之后,具有以采样角频率为周期的无限多个频谱。采样定理:为使采样后的脉冲序列频谱互不搭接,采样频率必须大于或等于原连续信号所含的最高频率的两倍,这样方可通过适当的理想(lǐxiǎng)滤波器把原信号毫无畸变的复现出来。香农定理的物理意义是:满足香农定理的采样信号中含有连续信号的信息,该信息可以通过具有低通滤波特性的滤波器复现出来。3、零阶保持(bǎochí)器保持器是一种时域外推装置,即将过去时刻或现在时刻的采样值进行外推。通常把按照常数、线性函数和抛物线函数外推的保持器称为(chēnɡwéi)零阶、一阶和二阶保持器。如果取则当前时刻的采样值将被保持到下一个采样时刻.这种保持器称为(chēnɡwéi)零阶保持器.如何用数学语言描述这种特性呢?零阶保持器:把采样时刻KT的采样值不增不减(bùjiǎn)地保持到下一个采样时刻(K+1)T。由于(yóuyú)在采样时刻零阶保持器的频率特性如图所示零阶除了允许(yǔnxǔ)主频谱分量通过之外,还允许(yǔnxǔ)一部分附加高频分量通过。因此复现出的信号与原信号是有差别的。4、小结(xiǎojié)8-3Z变换(biànhuàn)与反变换(biànhuàn)连续信号f(t)的拉普拉斯变换为连续信号f(t)经过(jīngguò)采样得到采样信号f*(t)为其拉普拉斯变换为定义新的变量1、常用的Z变换(biànhuàn)方法【例1】求单位阶跃函数1(t)的Z变换(biànhuàn)。解:单位阶跃函数的采样脉冲序列为部分(bùfen)分式法【例2】已知留数法【例】求f(t)=t的z变换(biànhuàn)[t0]2、Z变换(biànhuàn)基本定理2.滞后(zhìhòu)定理3.超前定理(dìnglǐ)5.终值定理(dìnglǐ)3、Z反变换(biànhuàn)常用的Z反变换(biànhuàn)方法2、部分(bùfen)分式法【例3】求3.留数法当z=pi为单极点(jídiǎn)时,其留数为4差分(chàfēn)方程一阶后向差分(chàfēn)定义为:二阶后向差分(chàfēn)定义为:【例】一阶采样系统的差分(chàfēn)方程为8-4脉冲(màichōng)传递函数设输入(shūrù)脉冲序列为即采样系统脉冲(màichōng)传递函数为1、两个环节有采样(cǎiyànɡ)开关时根据脉冲传递函数的定义:2、两个环节没有(méiyǒu)采样开关时3、有零阶保持(bǎochí)器时的开环系统脉冲传递函数三、闭环系统(xìtǒng)的脉冲传递函数例设闭环采样系统结构图如图所示,试证其闭环脉冲(màichōng)传递函数为对于有些(yǒuxiē)采样控制系统,无法写出闭环脉冲传递函数只能写出输出的Z变换8-5采样系统的分析(fēnxī)1、采样(cǎiyànɡ)稳定性分析采样系统的脉冲响应:由Z反变换得由上式可若,即系统的所有极点(jídiǎn)位于Z平面的单位圆内,则S平面的左半平面,z的幅值在0和1之间变化,对应(duìyìng)z平面单位圆内;S平面的虚轴,对应(duìyìng)z平面的单位圆;当由变到时,线性采样系统不能直接使用劳斯稳定判据,因为采样系统稳定边界是z平面上以原点为圆心的单位圆周,而不是(bùshi)虚轴。为能使用劳斯判据,可将z平面上单位圆周映射到新坐标系中的虚轴,这种