自动控制原理离散系统知识点总结
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z 平面
010→-∞:ω不变,作周期性变化不变,z ∠01
2:0s ωω-=,2:s ωω+0-ω3-主频区辅频区
辅频区
()j sT e e ωσ=+模sT e e z ==e z sT =∠=∠相角
00
1-ω3-主频区辅频区
辅频区
a -001:s a ωω-=,:s ωω+-ω3-主频区辅频区
辅频区
()j sT e e ωσ=+模sT e e z ==e z sT =∠=∠相角→-∞:ω不变,作周期性变化不变,z ∠
0-ω3-主频区辅频区
辅频区
01
01
=0:0σω,0-ω3-=0:0σω,()j sT e e ωσ=+模sT e e z ==e z sT =∠=∠相角0:σω不变,0
→z z 不变,
010-ω3-二、离散系统稳定的充要条件
稳定性定义
控制系统原处于平衡状态。
扰动消失以后,偏差渐小,能恢复到原来平衡状态,则偏差渐大,不能恢复到原来平衡状态,则
可否用劳斯判据直接判断这些根是否都在程的根是否全在复平面的
z 平面
010
稳定域
平面上应用劳斯代数判据!
连续(G
离散
位置误差系数
0 型系统可以跟踪阶跃输入,但是稳态误差。
速度误差系数
v
型系统无法跟踪速度输入,稳态误差无穷大。
加速度误差系数
、I 型系统无法跟踪加速度输入,稳态误差无穷大。
232第9章 线性离散系统初步从控制系统中信号的形式来划分控制系统的类型,可以把控制系统划分为连续控制系统和离散控制系统,在前面各章所研究的控制系统中,各个变量都是时间的连续函数,称为连续控制系统。
随着计算机被引入控制系统,使控制系统中有一部分信号不是时间的连续函数,而是一组离散的脉冲序列或数字序列,这样的系统称为离散控制系统。
离散控制系统是以微处理器及微型计算机为基础,融汇计算机技术、数据通信技术、CRT 屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系统,它对生产过程进行集中操作管理和分散控制。
离散系统与连续系统相比,有许多分析研究方面的相似性。
利用z 变换法研究离散系统,可以把连续系统中的许多概念和方法,推广应用于离散系统。
本章首先给出信号采样和保持的数学描述,然后介绍z 变换理论和脉冲传递函数,最后研究线性离散系统稳定性、稳态误差、动态性能的分析与综合方法。
9.1 离散系统通常,当离散控制系统中的离散信号是脉冲序列形式时,称为采样控制系统或脉冲控制系统;而当离散系统中的离散信号是数码序列形式时,称为数字控制系统或计算机控制系统。
在理想采样及忽略量化误差情况下,数字控制系统近似于采样控制系统,将它们统称为离散系统。
9.1.1 采样控制系统采样器在采样控制系统中可以有多个位置,用得最多的是误差采样控制的闭环采样系统,其典型结构图如图9-1所示。
图中,S 为采样开关,)(s G h 为保持器的传递函数,)(0s G 为被控对象的传递函数,)(s H 为测量元件的传递函数。
233*图9-1 采样系统典型结构图9.1.2 数字控制系统数字控制系统的典型原理图如图9-2所示。
它由工作于离散状态下的计算机(数字控制器))(s G c ,工作于连续状态下的被控对象)(0s G 和测量元件H(s)组成。
在每个采样周期中,计算机先对连续信号进行采样编码(即D A 转换),然后按控制律进行数码运算,最后将计算结果通过A D 转换器转换成连续信号控制被控对象。
自动控制原理离散系统知识点总结自动控制原理中的离散系统是指在时间域和数值范围上都是离散的系统。
在离散系统中,信号是以离散时间点的形式传递和处理的。
本文将对自动控制原理离散系统的知识点进行总结,包括离散系统的概念、离散信号与离散系统的数学表示、离散系统的稳定性分析与设计等。
一、离散系统的概念与特点
离散系统是指系统输入、输出和状态在时间上都是以离散的方式存在的系统。
与连续系统相比,离散系统具有以下特点:
1. 离散时间:离散系统的输入、输出和状态是在离散时间点上采样得到的,而不是连续的时间信号。
2. 离散数值:离散系统的输入、输出和状态都是以离散数值的形式存在的,而不是连续的模拟数值。
二、离散信号与离散系统的数学表示
离散信号是指在离散时间点上采样得到的信号。
离散系统可以通过离散信号的输入与输出之间的关系进行描述。
常见的离散系统数学表示方法有差分方程和离散时间传递函数。
1. 差分方程表示:差分方程是通过离散时间点上的输入信号和输出信号之间的关系来描述离散系统的。
差分方程可以是线性的或非线性的,可以是时不变的或时变的。
2. 离散时间传递函数表示:离散时间传递函数描述了离散系统输入
与输出之间的关系,类似于连续时间传递函数。
离散时间传递函数可
以通过Z变换得到。
三、离散系统的稳定性分析与设计
离散系统的稳定性是指系统的输出在有限时间内收敛到有限范围内,而不是无限增长或震荡。
离散系统的稳定性分析与设计是自动控制原
理中的重要内容。
1. 稳定性分析:离散系统的稳定性可以通过判断系统的极点位置来
进行分析。
若系统的所有极点都位于单位圆内,则系统是稳定的;若
存在至少一个极点位于单位圆外,则系统是不稳定的。
2. 稳定性设计:若离散系统不稳定,可以通过调整系统的参数或设
计控制器来实现稳定性。
常见的稳定性设计方法包括PID控制器调整、根轨迹设计等。
四、离散系统的性能指标与优化
离散系统的性能指标与优化是指通过调整控制器参数或控制策略,
使离散系统的性能得到优化。
常见的性能指标包括系统的稳态误差、
响应速度、稳态误差、阻尼比等。
1. 稳态误差:稳态误差是指系统在稳态时输出与期望值之间的差距。
通过调整控制器参数或控制策略,可以减小稳态误差。
2. 响应速度:响应速度是指系统从输入变化到输出稳定所需要的时间。
通过调整控制器参数或控制策略,可以提高系统的响应速度。
在离散系统的优化中,常常需要考虑上述指标之间的折衷与平衡,
根据实际需求来进行参数调整和控制策略设计。
总结:
本文对自动控制原理离散系统的知识点进行了总结,包括离散系统
的概念与特点、离散信号与离散系统的数学表示、离散系统的稳定性
分析与设计以及性能指标与优化等内容。
了解和掌握离散系统的知识
对于自动控制原理的学习和应用具有重要意义。
通过深入学习离散系
统的理论和方法,可以为实际工程问题的解决提供有效的方法和策略。