數(shù)字控制系統(tǒng)建模與分析教學(xué)課件ppt(編輯修改稿)
2025-01-30 02:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1)1(kxkykreTekxeTeeekxTTTTTT?????????????????????????????系統(tǒng)輸出方程為整理得? ?? ? )(1011)(11)(110)1()(10)()()()()(kxeTekreTekxeekxkxkykykrkekuTTTTTT????????????????????????????????????????由ZOH )1(1?s s1)(*)(* tetu ?)(tu )(1 tx )()(2 tytx ?)(tr 零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) S平面到 Z平面的映射 ???????? jsez sTTerreTeezTjTTj??????????????? ? )( S平面上的多點(diǎn)對(duì)應(yīng) Z平面上的一點(diǎn)， S平面主頻段內(nèi)的點(diǎn)，即 ，可與 Z平面上的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。 ]2/,2/(ss ??? ??+1 點(diǎn)）；（實(shí)軸上原點(diǎn) 11)(01 ???? zs；單位圓上的點(diǎn)，虛軸 )(1)(3 Trjs ??? ???????；平面原點(diǎn)平面負(fù)無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn) 02 ????? rZS ?；平面上的圓，半徑為常數(shù)線平面上平行于虛軸的直TerZS?????4σ jω S平面 Z平面 Re Im 0 0Im +1 平面正實(shí)軸；平面實(shí)軸 ZS ?? 05 ?；平面實(shí)軸平面負(fù)實(shí)軸 100 ???? ZS ?的射線；為平面由原點(diǎn)出發(fā)，幅角常數(shù)，由線，即平面上平行于實(shí)軸的直TZS????????????6；平面單位圓內(nèi)左半平面 107 ??? rZS ?；平面單位圓外右半平面 108 ??? rZS ?σ jω S平面 Z平面 Re 0 0??注意： S平面上的多點(diǎn)對(duì)應(yīng) Z平面上的一點(diǎn)。 S平面主頻段內(nèi)的點(diǎn)， ，可與 Z平面上的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。 ]2/,2/(ss ??? ?? 零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 1 一階系統(tǒng)（ firstorder system） aTatezzzHethaassH?????????)()(1)( 為實(shí)數(shù)一階連續(xù)系統(tǒng)離散化 aTkkerrkhrzzHrkhrzzzH???????????極點(diǎn)為遲后一步 )()(1)()()(12211一階離散 環(huán)節(jié) ?????0)(0)(athath指數(shù)發(fā)散，當(dāng)指數(shù)衰減，當(dāng)越小，收斂越快。 r 號(hào)衰減的收斂序列。 是交替變 ） （ r h(k) 0, 1 6 ? ? ? 的收斂序列； 是單調(diào)衰減 ） （ k h r ) ( , 0 15 ? ? 的等幅序列； 是交替變號(hào) ） （ k h r ) ( , 1 4 ? ? 是等幅序列； ） （ k h r ) ( , 1 3 ? 的發(fā)散序列； 是交替變號(hào) ） （ k h r ) ( , 1 2 ? ? 是發(fā)散序列； ） （ k h r ) ( , 1 1 ? 圖 462 一階系統(tǒng)脈沖響應(yīng) Z平面 krkhrzzzH ???? )()( 112 二階系統(tǒng)（ secondorder system） 研究其單位階躍響應(yīng)的暫態(tài)過(guò)程 應(yīng)無(wú)振蕩。 等的兩實(shí)極點(diǎn)，暫態(tài)響 時(shí)，過(guò)阻尼狀態(tài)，不相 ） （ 1 6 ? ? 振蕩； 重實(shí)極點(diǎn)，暫態(tài)響應(yīng)無(wú) 時(shí)，臨界阻尼狀態(tài)，兩 ） （ 1 5 ? ? 極點(diǎn)，衰減的周期響應(yīng)； 欠阻尼狀態(tài)，一對(duì)共軛 ） （ , 0 1 4 ? ? ? 純虛數(shù)極點(diǎn)，周期響應(yīng)； 時(shí)，無(wú)阻尼狀態(tài)，一對(duì) ） （ 0 3 ? ? 時(shí)，暫態(tài)響應(yīng)振蕩發(fā)散； ） （ 0 1 2 ? ? ? ? ，因?yàn)闃O點(diǎn)實(shí)部大于 時(shí)，暫態(tài)響應(yīng)單調(diào)發(fā)散 ） （ 0； 1 1 ? ? ? 02222212)(??????????jsssKsTsKsHnnnnn????????????系統(tǒng)回顧：連續(xù)系統(tǒng)的二階阻尼自振頻率無(wú)阻尼自振頻率0?? nt y(t) 1 0 越大。越小，決定，完全由—平面負(fù)實(shí)軸的夾角直線與平面內(nèi)系統(tǒng)極點(diǎn)到原點(diǎn)是這時(shí)有超調(diào)為ppc t gpMMSSeeM??????????a r c c o s21??? ???prtt)(tyt 0??? ??rt上升時(shí)間的情況下在欠阻尼狀態(tài) 01 ?? ?半周期超調(diào)時(shí)間 20Ttp ?? ?? 二階系統(tǒng)的 S、 Z傳遞函數(shù)可有多種形式，這里只討論一種進(jìn)行離散化。 022202 2)()(???????jassssasassHnnn???????????極點(diǎn)連續(xù)傳函?krkh k c o s)( ?離散脈沖響應(yīng)222)(c o s2c o s)(0rzrzzrzzHreez TjasT???????? ??????整理得設(shè)極點(diǎn)aTaTaTeTzezTzezzHZ20202c os2c os)(?????????傳函teth at 0c o s)( ???脈沖響應(yīng)于閉環(huán)零點(diǎn)。，動(dòng)態(tài)響應(yīng)的形狀取決的類型取決于閉環(huán)極點(diǎn)響應(yīng)，超調(diào)越大。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)接近負(fù)實(shí)軸上超調(diào)較小，越統(tǒng)的超調(diào)，零點(diǎn)在的閉環(huán)零點(diǎn)主要影響系注意：1)(?zHTerezzHsH TsT 0,)()( ??? ??? ?對(duì)應(yīng)，極點(diǎn)由與越小，衰減越快。為衰減振蕩序列。，）（為等幅振蕩序列；，）（為發(fā)散振蕩序列；，）（決定和相角的幅值系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性由極點(diǎn)rkhrkhrkhrr)(13)(12)(11????。數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)決定了 ???? 2)(0 ?? NkhT的動(dòng)態(tài)響應(yīng)： 分析離散脈沖響應(yīng) ? k r k h k cos ) ( ? 圖 4 6 4 等 ? 線（ S 與 Z 平面 ? = 0 .5 ） 圖 4 6 5 等 ? 線與等 ?n線映射至 Z 平面 2/s? [S] ?0 2/s?? ?j ?30 ?30 穩(wěn)態(tài)誤差分析 （ steadystate error） )()1(l i m 1 zEze zss ?? ?由終值定理可得：)(l i m)(l i m ** kTeteee ktssss ???? ???)()](1)[1(l i m)()()1(l i m)()()(11l i m)()()()()(11)]([)(111*zRzHzzRzHzzRzGzDzezRzHzRzGzDteZzEzezdzssed????????????????? 在連續(xù)或離散控制系統(tǒng)中，都采用典型信號(hào)（階躍、速度、加速度等）作用下，系統(tǒng)響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差作為其控制精度的評(píng)價(jià)。 穩(wěn)態(tài)誤差表達(dá)式 11)()1()()()(11??????????iimiismiidpzpzzzzKzGzD ，開環(huán)傳遞函數(shù)表示為：）（回顧：連續(xù)系統(tǒng)開環(huán)增益為（Ⅱ型系統(tǒng)）（Ⅰ型系統(tǒng)），型系統(tǒng)），（011111)()()()(2100???????????????????smiimiiszmiimiispszsKKpzzzKKsss分析例： I型系統(tǒng)分析 )(1)(11)()(( z ))(1)()()()()(ZzHzGzRzEHzGzGzHzGzDzGed
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