第七章离散系统引言前六章讨论的是线性连续控制系统，其各处的信号都是时间的连续函数，也称为模拟信号（时间上连续、幅值也连续的信号）。若系统的一处或数处信号不是连续的模拟信号，而是在时间上离散的脉冲序列，则称为离散信号。它通常是按照一定的时间间隔对连续模拟信号进行采样而得到的，又称为采样信号，这样的系统称为离散系统或采样系统，如计算机控制的各种系统。目前计算机应用很广泛，所以离散系统的分析与设计也就显得更加必要
前六章讨论的是线性连续控制系统，其各处的信 号都是时间的连续函数，也称为模拟信号（时间上连 续、幅值也连续的信号）。若系统的一处或数处信号 不是连续的模拟信号，而是在时间上离散的脉冲序列， 则称为离散信号。它通常是按照一定的时间间隔对连 续模拟信号进行采样而得到的，又称为采样信号，这 样的系统称为离散系统或采样系统，如计算机控制的 各种系统。目前计算机应用很广泛，所以离散系统的 分析与设计也就显得更加必要。 引 言 第七章 离散系统
第七章线性离散控制系统7.1离散控制系统概述7.2信号的采样与保持7.3z变换7.4离散系统的数学模型7.7采样系统的动态性能分析7.5离散系统的稳定性分析7.6采样系统的稳态误差分析
7.1 离散控制系统概述 7.2 信号的采样与保持 7.4 离散系统的数学模型 7.5 离散系统的稳定性分析 7.6 采样系统的稳态误差分析 第七章 线性离散控制系统 7.3 z 变换 7.7 采样系统的动态性能分析
第七章离散系统主要内容·1、基本概念、采样定理和零阶保持器·2、z变换与z反变换3、差分方程及其求解，4、脉冲传递函数的概念与系统的脉冲传函5、线性离散系统的动态性能分析·6、线性离散系统的稳定性分析·7、线性离散系统的稳态误差分析
主 要 内 容 • 1、基本概念、采样定理和零阶保持器 • 2、z变换与z反变换 • 3、差分方程及其求解 • 4、脉冲传递函数的概念与系统的脉冲传函 • 5、线性离散系统的动态性能分析 • 6、线性离散系统的稳定性分析 • 7、线性离散系统的稳态误差分析 第七章 离散系统
第七章离散系统重点与难点重点1、脉冲传递函数2、线性离散系统的暂态性能分析3、线性离散系统的稳定性分析4、线性离散系统的稳态误差分析难点脉冲传函的求取和动态性能分析
重点与难点 ■ 1、脉冲传递函数 • 2、线性离散系统的暂态性能分析 • 3、线性离散系统的稳定性分析 • 4、线性离散系统的稳态误差分析 脉冲传函的求取和动态性能分析 难 点 重 点 第七章 离散系统
第七章离散系统7.1离散控制系统概述1.问题的提出：离散控制系统是一种断续控制方式，最早出现于某些惯性很大或具有较大延迟特性的控制系统中，炉子如工业放大炉温自SM动控制系统燃料
第七章 离散系统 + 炉子 燃料 放大 SM 1.问题的提出： 离散控制系统是一种断续控制方式，最早出现于 某些惯性很大或具有较大延迟特性的控制系统中。 如工业 炉温自 动控制 系统 7.1 离散控制系统概述
第七章离散系统(续）离散控制系统概述炉子放大SM±---燃料炉子是一个具有延迟特性的惯性环节，时间常数较大。滞后时间大约为数秒至数十秒，其惯性时间常数高达千秒以上，此时电机的机电时间常数小的可以忽略
离散控制系统概述（续） 第七章 离散系统 + 炉子 燃料 放大 SM 炉子是一个具有延迟特性的惯性环节，时间常 数较大。滞后时间大约为数秒至数十秒，其惯性时 间常数高达千秒以上，此时电机的机电时间常数小 的可以忽略
第七章离散系统（续）离散系统概述给定炉温炉温放大器与燃料炉子?执行电机供应阀炉温自动控制系统原理方框图炉温的误差信号经放大后驱动电动机去调整燃料阀门的开度以控制炉温。若系统的开环放大倍数很大，系统对误差信号将非常敏感，当炉温较低时，电动机将迅速旋转，开大阀门，给炉子供应更多的燃料。由于炉子本身的时间常数较大，炉温上升很慢，当炉温升高到给定值时，阀门早已超过规
炉温的误差信号经放大后驱动电动机去调整燃 料阀门的开度以控制炉温。若系统的开环放大倍数 很大，系统对误差信号将非常敏感，当炉温较低 时，电动机将迅速旋转，开大阀门，给炉子供应更 多的燃料。由于炉子本身的时间常数较大，炉温上 升很慢，当炉温升高到给定值时，阀门早已超过规 离散系统概述（续） 第七章 离散系统 炉温自动控制系统原理方框图
第七章离散系统（续）离散系统概述定的开度，因此炉温继续上升，造成超调，电动机将反方向旋转。根据同样的道理，又会造成炉温的反方向超调，从而引起炉温大幅度的振荡，甚至使系统不稳定。若系统的开环放大倍数取得很小，系统则很迟钝，只有当误差较大时，产生的控制作用才能克服电动机的“死区”而推动阀门动作。这样虽不引起振荡，但控制作用不及时，调节时间很长且误差较大
定的开度，因此炉温继续上升，造成超调，电动机 将反方向旋转。根据同样的道理，又会造成炉温的 反方向超调，从而引起炉温大幅度的振荡，甚至使 系统不稳定。 离散系统概述（续） 若系统的开环放大倍数取得很小，系统则很迟 钝，只有当误差较大时，产生的控制作用才能克服 电动机的“死区”而推动阀门动作。这样虽不引起 振荡，但控制作用不及时，调节时间很长且误差较 大。 第七章 离散系统
第七章离散系统(续）离散系统概述2.解决方法一采用采样控制系统K给定炉温t炉温放大器与燃料X炉子执行电机供应阀在误差信号和电动机之间加一个采样开关它周期性的闭合和断开。当炉温出现误差时该信号只有在开关闭合时才能使电动机旋转，进行炉温调节。当开关断开时，电动机立刻停下来，「阀门位置固定，让炉温自动变化，直到
2.解决方法－采用采样控制系统： 离散系统概述（续） 在误差信号和电动机之间加一个采样开关， 它周期性的闭合和断开。当炉温出现误差时， 该信号只有在开关闭合时才能使电动机旋转， 进行炉温调节。当开关断开时，电动机立刻停 下来，阀门位置固定，让炉温自动变化，直到 第七章 离散系统
第七章离散系统（续）离散系统概述Ke(t)e'(t)给定炉温炉温放大器与燃料8炉子执行电机供应阀下一次采样开关闭合，再根据炉温的误差进行调节。由于电动机时转时停，炉温大幅度超调现象即使采用较大的开环放大倍数，系将受到抑制，统仍能保持稳定
离散系统概述（续） 下一次采样开关闭合，再根据炉温的误差进行调 节。由于电动机时转时停，炉温大幅度超调现象 将受到抑制，即使采用较大的开环放大倍数，系 统仍能保持稳定。 第七章 离散系统