内蒙古农业大学：《计算机控制技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 过程通道

第二章过程参数采样原理 第二章过程通道 2.1过程参数采样原理 2.2模拟量输入通道 2.3D/A、AD转换技术 2.4模拟量输出通道

第二章 过程参数采样原理 第二章 过程通道 2.1 过程参数采样原理 2.2 模拟量输入通道 2.3 D/A、A/D转换技术 2.4 模拟量输出通道

第二章过程参数采样原理 2.1过程参数采样原理 2.1.1采样过程与数学描述 2.1.2采样定理 2.1.3采样周期选择 2.1.4多路采样装置

第二章 过程参数采样原理 2.1 过程参数采样原理 2.1.1 采样过程与数学描述 2.1.2 采样定理 2.1.3 采样周期选择 2.1.4 多路采样装置

第二章过程参数采样原理 2.1.1采样过程与数学描述 (2)采样开关x×x X(t) (b)连续信号 (c)开关函数 3T 5T 7T KT

第二章 过程参数采样原理 X(t) X*(t) X(t) 0 t P(t) 0 KT 0  T 3T 5T 7T 1 (a) 采样开关 (b) 连续信号 (c) 开关函数 2.1.1 采样过程与数学描述

第二章过程参数采样原理 x (t) d)采样信号 3T 5T 7T KT P(t) (e)采样过程 X(t) 调制器 x*(t=p(tx(t) 因τ<<T,所以分析时可近似认为v为0,以单位脉冲函数8( 代替p(

第二章 过程参数采样原理 X*(t) 0 T 3T 5T 7T kT 1 调制器 X(t) X*(t) P(t) (d) 采样信号 (e) 采样过程 x*(t)=p(t)x(t) τ 因 0＜＜T ，所以分析时可近似认为τ0为0，以单位脉冲函数δ(t) 代替p(t)

第二章过程参数采样原理 单位脉冲函数定义: e● t=0 理论表达形式:6(={ 0t+0 工程表达形式:8()= 0t+0 单位脉冲序列: 6r(t) 0 kT + 数学表达式:(1)=Σ6(t-k7)

第二章 过程参数采样原理 理论表达形式：δ(t)＝{ 0 ∞ t=0 t≠0 工程表达形式：δ(t)＝{ 0 1 t=0 t≠0 单位脉冲序列： δT(t) 0 kT =  − + k=− T 数学表达式：  (t)  (t kT) 单位脉冲函数定义：

第二章过程参数采样原理 采样过程数学描述 +∞ x(t=x(t).r(t)=x(t) 28(t-kT) 考虑物理上可实现,又可近似为: x(t)=x(1)67(1)=x()∑6(t-k7) k=0 可见,x*)具有离散信号的特性

第二章 过程参数采样原理 采样过程数学描述: = =  − + k=− T x (t) x(t). (t) x(t) (t kT) *   考虑物理上可实现，又可近似为： = =  − + =0 * ( ) ( ). ( ) ( ) ( ) k T x t x t  t x t  t kT 可见，x*(t)具有离散信号的特性

第二章过程参数采样原理 2.1.2采样定理 对于角频率范围为(-Onmx,+omx)的连续信号进 行采样,当采样频率0、≥20m时,采样器的输出信号 x*(就能充分表征原始的连续信号x(),换言之,为使 采样信号的频谱能无失真地恢复原来的连续信号的频 谱,采样周期T必须小于输入信号变化最小周期Tmin 的1/2,即: T<-T min 2

第二章 过程参数采样原理 2.1.2 采样定理 对于角频率范围为（ ）的连续信号进 行采样，当采样频率 时，采样器的输出信号 x*(t)就能充分表征原始的连续信号x(t)，换言之，为使 采样信号的频谱能无失真地恢复原来的连续信号的频 谱，采样周期T必须小于输入信号变化最小周期 的1/2，即： max max − ,+ s  2max Tmin Tmin 2 1 T 

第二章过程参数采样原理 由于被控对象一般具有低通滤波特性,因而x(的带宽是有限的,其 (jo)的振幅谱图如下: max 0+Omax S )max x(0 30 0.0 0 S 30 (2)0s<20max 30

第二章 过程参数采样原理 由于被控对象一般具有低通滤波特性，因而x(t)的带宽是有限的，其 x( j) 的振幅谱图如下： x( j) −max 0 +max  ( ) * x j 0  2 s − 2 s + 2 3s + 2 3s − ( ) * x j 0  2 s − 2 s + 2 3s + 2 3s − （1） s  2max （2） max s  2

第二章过程参数采样原理 2.1.3采样周期选择 影响采样周期选择的因素: (1)加于生产过程的扰动程度; (2)被控过程的动态特性; (3)使用的控制方式和执行机构的类型 (4)被控过程所要求的控制品质指标

第二章 过程参数采样原理 2.1.3 采样周期选择 影响采样周期选择的因素： （1）加于生产过程的扰动程度； （2）被控过程的动态特性； （3）使用的控制方式和执行机构的类型； （4）被控过程所要求的控制品质指标

第二章过程参数采样原理 采样周期选取的一般原则: (1)系统受扰动情况 。若扰动和噪声都较小,采样周期T应选大些; 对于扰动频繁和噪声大的系统,釆样周期T应选小些; (2)被控系统动态特性 。滞后时间大的系统,采样周期T应选大些; 。对于快速系统,采样周期T应选小些; (3)控制品质指标要求 。若超调量为主要指标,采样周期T应选大些; 。若希望过渡过程时间短些,采样周期T应选小些;

第二章 过程参数采样原理 采样周期选取的一般原则： （1）系统受扰动情况 。若扰动和噪声都较小，采样周期T应选大些； 。对于扰动频繁和噪声大的系统，采样周期T应选小些； （2）被控系统动态特性 。滞后时间大的系统，采样周期T应选大些； 。对于快速系统，采样周期T应选小些； （3）控制品质指标要求 。若超调量为主要指标，采样周期T应选大些； 。若希望过渡过程时间短些，采样周期T应选小些；