第八章线性离散系统的分析和校正李国勇(1)资料
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第七章线性离散系统的分析与校正一、教学目的和要求了解离散系统的基本概念;信号的采样与保持。
二、重点、难点信号的采样与保持。
三、教学内容:引入连续系统与离散系统的区别,对于计算机控制系统的分析与设计。
一离散系统的基本概念离散系统:系统中有一处或几处信号是一串脉冲或数码,称之为离散系统。
学习离散系统分析设计方法的目的:用于计算机控制系统的分析、设计。
周期采样:如果在有规律的间隔上,系统取到了离散信息,则这种采样成为周期采样。
反之,如果信息之间的间隔是时变的,或随机的,则称为非周期采样,或随机采样。
采样系统的典型结构如图7-1所示为典型的采样控制系统原理框图,图中,e(t)是连续信号,s为采样开关, e*(t) 离散信号。
图7-1采样控制系统采样:在采样控制系统中,把连续信号转变为脉冲序列的过程称为采样过程,简称采样。
实现采样的装置称为采样器或采样开关(s)。
在实际系统中,由于对象的控制往往是连续的,因此脉冲序列信号经过脉冲控制器实现各种控制算法(相当于连续系统中的校正) 校正仍为脉冲序列信号,因此必须将其转化为连续的模拟信号,保持器即可实现这功能。
所以采样器和保持器是采样控制系统中的两个特殊环节(与连续系统相比)。
在图7-1中,采样误差信号e*(t)是通过采样开关s对连续信号e(t) 采样而获得的。
如下图所示。
连续信号及保持器的输入与输出τ若采样周期为T ,则采样频率为T f s 1=,,而采样角频率为T f s s /22ππω==。
实际应用由于采样开关闭合的时间极短,采样持续时间τ远小于T 。
为了简化系统的分析,可认为τ趋于零,这样可以把采样器(s)的输出近似看成一串强度等于矩形脉冲面积的理想脉冲e*(t)。
在采样控制系统中,把脉冲序列转变为连续信号的过程称为信号的复现过程。
实现信号系统的装置叫保持器。
当采样频率足够高时,保持器的输出eh(t) 接近于连续信号。
采样系统的典型结构图图7-2 误差采样控制的闭环采样系统二 数字控制系统数字控制系统是以数字计算机为控制器的闭环控制系统,其典型原理结构图如7-3所示。