文档介绍：第六章线性离散系统分析 6-1 6-1 离散控系统的基本概念离散控系统的基本概念 6-2 6-2 信号采样与保持信号采样与保持 6-3 Z 6-3 Z 变换理论变换理论 6-4 6-4 离散系统的数学模型离散系统的数学模型 6-5 6-5 离散系统的性能分析离散系统的性能分析连续控制系统: 连续控制系统: 控制系统中的所有信号都是连控制系统中的所有信号都是连续型的时间函数续型的时间函数离散控制系统: 离散控制系统: 控制系统中有一处或几处信号控制系统中有一处或几处信号是一串脉冲或数码,它们仅在离散的时刻有定是一串脉冲或数码,它们仅在离散的时刻有定义义采样控制系统: 采样控制系统: 系统中的离散信号是脉冲序系统中的离散信号是脉冲序列形式的离散系统称为采样控制系统或脉冲列形式的离散系统称为采样控制系统或脉冲控制系统。控制系统。数字控制系统: 数字控制系统: 离散信号是数字序列形式的离散信号是数字序列形式的离散系统称为数字控制系统或计算机控制系离散系统称为数字控制系统或计算机控制系统。统。 6-1 6-1 离散系统的基本概念离散系统的基本概念一、采样控制系统一、采样控制系统炉温采样控制系统原理:只有当检流计的指针与电位器接触时,电动机才在采样信号作用下产生运动,进行炉温调节,而在检流计与电位器脱开时,电动机就停止不动,保持一定的阀门开度, 等待炉温缓慢变化。在采样控制情况下,电动机时转时停,所以在调节过程中超调现象大为减少,使动态性能得到改善。电位器的输出电压模拟信号:时间上和幅值上都连续的信号,称为模拟信号。通常,测量元件、执行元件和被控对象是模拟元件。离散模拟信号:时间上离散而幅值上连续的信号,称为离散模拟信号。控制器中的脉冲元件,其输入和输出为脉冲信号。为了使两种信号在系统中能相互传递,在连续信号和脉冲序列之间要用采样器,而在脉冲序列和连续信号之间要用保持器, 以实现两种信号的转换。采样器和保持器,是采样控制系统中两个特殊环节。采样器: 采样器: 把连续信号转变为脉冲信号的过程称把连续信号转变为脉冲信号的过程称为采样过程,实现该过程的装置称为为采样过程,实现该过程的装置称为采样器或采样器或采样开关采样开关。采样器的采样过程可以用一个周期。采样器的采样过程可以用一个周期性闭合的采样开关形象地表示。性闭合的采样开关形象地表示。信号采样过程*表示离散化在实际应用中,采样开关均为电子开关,闭合在实际应用中,采样开关均为电子开关,闭合时间极短,采样持续时间时间极短,采样持续时间ττ远远小于采样周期远远小于采样周期 T T, , 也远远小于系统连续部分的最大时间常数,为也远远小于系统连续部分的最大时间常数,为了简化系统的分析,可以认为了简化系统的分析,可以认为ττ趋于趋于 0 0。实现这。实现这种采样过程的采样器称为种采样过程的采样器称为理想的采样器理想的采样器或理想或理想的采样开关。的采样开关。理想的采样过程保持器: 保持器: 把脉冲序列转变为连续信号的装置称把脉冲序列转变为连续信号的装置称为保持器。最常用的保持器是为保持器。最常用的保持器是零阶保持器零阶保持器,它,它是把前一采样时刻是把前一采样时刻 nT nT 的采样值,恒定不变地的采样值,恒定不变地保持到下一个采样时刻保持到下一个采样时刻(n+1)T, (n+1)T, 从而使采样信从而使采样信号号f f * * (t) (t)变成阶梯信号变成阶梯信号 f f h h (t) (t)。。采样系统的典型结构图采样系统的典型结构图