离散时间控制系统课件

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线性系统理论全PPT课件

线性系统理论全PPT课件
17550机电系统状态空间描述的列写示例dtdi上式可表为形如ducxbuax27650连续时间线性系统的状态空间描述动态系统的结构动力学部件输出部件连续时间线性系统的状态空间描述线性时不变系统ducxbuax37750连续时间线性系统的方块图47850人口分布问题状态空间描述的列写示例假设某个国家城市人口为102的乡村人口迁移去城市整个国家的人口的自然增长率为1设k为离散时间变量城市人口迁移乡村而一个单位负控制措施会导致5x1010051005亦可表为57950离散时间线性系统的状态空间描述状态空间描述形式离散时间线性时不变系统671050离散系统状态空间描述的特点
若f(x,u,t),g(x,u,t)的全部组成元为x、u的 线性函数,该系统称为线性系统
A(t ) X B(t )u X 对于线性系统 Y C (t ) X D(t )u
1/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,12/50
若f(x,u,t),g(x,u,t)的全部或至少一个 组成元素为x、u的非线性函数,该系 统称为非线性系统 。 非线性系统可以用泰勒展 开方法化为线性系统。
线性系统理论
电子信息学院
1
1、线性系统理论的研究对象 • 系统是系统理论研究的对象; • 系统是由相互关联和相互作用的若干组 成部分按一定规律组合而成的具有特定 功能的整体; • 系统模型,是对系统或其简化形式的一 种描述;
2
• 动态系统---动力学系统 • 动力学系统--可用一组微分方程或差分方程 来描述; • 系统的线性性和非线性性; • 当数学方程具有线性属性时,相应的系统
5
• 建立数学模型 • 数学模型的基本要素是变量、参量、常数 和它们之间的关系 • 变量:状态变量、输入变量、输出变量、
扰动变量

交通仿真课件第三章离散仿真

交通仿真课件第三章离散仿真

仿真策略决定仿真模型的结构
仿真策略
离散系统仿真策略
模型描述中采用的主要术语
成分 相当于系统中的实体,用于构造模型中的各个部分。 主动成分 (可以主动产生活动的成分) 被动成分 (本身不激发活动,只有在主动成分作用下才能产生状态变化) 描述变量 成分状态、属性的描述。 成分间的相互关系 描述成分之间相互影响的规律。
找一个尽可能简单的系统状态作为初始状态;
从一个远离平衡状态但容易构造的状态开始进行模拟,当运行一段时间之后,系统的状态会接近或处于稳定状态(平衡状态)。
构造初始映象
02
活动扫描:
要描述系统中实体的活动,设定引起活动开始及结束的条件。启动或结束活动的事件不由建模者设定,而随仿真推进而自动进行。为保证活动得到记录,每一次推进均需要扫描活动中的实体集。 由于需要在每一次推进中扫描每一活动,这种方法的效率不太高。
01
当仿真时钟推进,满足条件的所有事件记录从将来事件表移到当前事件表,取出每个事件记录,判断所属进程与位置,当发生条件真,发生包含该事件的活动,并让该进程尽可能地推进,直至结束。
02
时间控制以主导实体进入该进程的的时间序列及其经历该进程的各项活动的时间顺序,走向控制主要以断点为依据。
03
进程交互法
以进程为基础的排队系统模型
按活动扫描法建立的排对系统模型
单击此处添加大标题内容
进程由事件的时间序列及若干活动组成
具有上述两种方法的特点,接近实际系统,编程实现非常复杂
采用进程描述系统,将模型的主动成分所发生的事件及活动按照时间顺序进行组合形成进程表,一个成分一旦进入进程,它将完成进程的全部活动。
进程交互法
采用两张事件表,当前事件表、将来事件表;

自动控制理论课件第七章离散系统的时域分析

自动控制理论课件第七章离散系统的时域分析
y(n) y(n 1) 0
已知起始状态y(1) 2,试求零输入响应。
解:在无外加输入时系统的零输入响应通常
是指n 0以后的响应起始状态是值y(1),
y(2), 各值。
y(n) y(n 1)
故有 y(n) y(1) y(2)
y(n 1) y(0) y(1)
y(n)是公比为的等比级数,故零输入响应有如下形式
是一阶非齐次差分方程。
梯形电阻网络,设各点 对地电压为 u(n), n 0,1,2,...为各节点
序号,为常数,则求其差分方程。
根据KCL, 有
u(n 1) u(n) u(n) u(n) u(n 1)
R
R
R
整理可得
u(n 1) u(n 1) (2a 1)u(n) 0
是关于节点电压的齐次差分方程。
u(n) (2a 1)u(n 1) u(n 2) 0
差分方程的阶数为未知 序列(响应序列)的最大序号与
最小序号之差。上式为 二阶差分方程。
对于一个线性是不变离散系统,若响应信号为y(n),
输入信号为f (n),则描述系统输入- 输出关系的
N阶差分方程为
y(n) a1y(n 1) a2 y(n 2) aN-1y(n N 1) aN y(n N )
an n 1 a 0
1 1 O 1
23
4n
5.正弦序列
xn sinnω0
余弦序列:xn cosn0
sinnω0
1
sin 0 t
O
1
5
10 n
1
0 : 正弦序列的频率, 序列值依次周期性重复的速率。

=2π 0 10
,
则序列每10个重复一次正弦包络的数值。

6_离散控制系统(2)

6_离散控制系统(2)
19
Z变换
解: E * ( s ) = ∑ e( kT )e − kTs = 1 + e −Ts + e − 2Ts +
k =0 ∞
E * ( s ) = ∑ e( kT )e − kTs
k =0

例1:设e(t)=1(t),试求e*(t)的拉氏变换。
= 1 , − Ts 1− e e −Ts < 1
给定值 + 反 馈 信 号
扰动
-
A/D
数字 计算机 控制器
D/A
执行 元件
对象
测量元件
2
线性定常连续控制系统:微分方程、传递函数; r(t) e(t)
控制器
u(t)
执行元件 被控对象
c(t)
b(t)
检测元件
采样控制系统:差分方程、脉冲传递函数; 连续 信号
r(t) b(t) 测量元件
3
离散 信号
采样开关 e*(t)
k =0
∞ k =0
20

x*(t)的z变换记为Z[x*(t)], Z (x* ( t )) = X ( z ) = ∑ x( kT ) z − k
Z变换
1、定义法(级数求和法)
知道连续函数x(t)在各采样时刻的离散值x*(t),按定义求。 例2:求 x1 ( t ) = u( t ) 和 x 2 ( t ) = ∑ δ ( t − kT ) 的z变换表达式。 解: X ( z ) = x ( kT ) z − k = 1 + z −1 + z − 2 + ∑ 1
零阶保持器的频率特征
eh ( s ) 1 − e − Ts = = Gh ( s ) * e ( s) s

离散时间控制系统课件PPT课件(57页)

离散时间控制系统课件PPT课件(57页)
Digital signal: A discrete-time signal with quantized amplitude
Comparison
Discrete-time, digital, sampled data signal (control system)
Continuous-time, analog signal (control system)
Described in linear difference equations with constant coefficients
10
1-2 Digital Control Systems
Figure 1-2 Block diagram of a digital control system
Analog transducer, sampled-data transducer, digital transducer
16
1-3 Quantizing and Quantization Error
The main functions involved in A/D conversion are sampling, amplitude quantizing and coding
LSB is the least significant bit, has the least weight LSB = FSR/2n
18
1-3 Quantizing and Quantization Error
Quantization Error
Since digital output can assume only a finite number of levels, an analog number must be rounded off to the nearest digital level.

《系统仿真技术》课件

《系统仿真技术》课件

系统仿真的基本步骤
问题定义与模型建立
明确仿真目的,根据实际系统建立数学模型。
仿真模型实现
将数学模型转化为计算机程序,实现仿真模型的计算。
仿真实验与数据收集
运行仿真模型,收集实验数据,用于后续分析和评估。
结果分析
对实验数据进行统计分析,得出结论,支持决策制定。
系统仿真的常用方法
蒙特卡洛方法
基于概率统计的随机抽样技术,常用于解决复杂系统 的仿真问题。
特点
系统仿真技术具有高度逼真性、可重 复性和可控制性,能够模拟真实系统 的运行过程和行为,为系统设计、优 化和决策提供有力支持。
系统仿真技术的应用领域
航空航天
模拟飞行器、航天器的性能和 行为,优化设计。
交通运输
模拟交通流、车辆性能和交通 规划,提高交通效率和安全性 。
工业生产
模拟生产过程、设备和工艺, 优化生产效率和产品质量。
电力系统
分析电力系统的稳定性、 优化电网的运行和管理策 略。
06
CHAPTER
系统仿真技术在解决实际问 题中的应用
系统仿真技术在生产制造中的应用
01
生产调度仿真
通过仿真技术模拟生产线的运行 情况,优化生产调度,提高生产 效率。
02
工艺流程仿真
03
质量控制仿真
对生产制造过程中的工艺流程进 行模拟,发现潜在问题,优化工 艺参数。
03
02
仿真实验
根据建立的模型进行仿真实验,模 拟系统的运行过程。
系统优化
根据分析结果对系统进行优化和改 进。
04
混合系统仿真的应用实例
制造系统
分析制造过程的性能、优 化生产线的布局和管理策 略。
物流系统

自动控制原理(全套课件)

自动控制原理(全套课件)

自动控制原理(全套课件)一、引言自动控制原理是自动化领域的一门重要学科,它主要研究如何利用各种控制方法,使系统在受到扰动时,能够自动地、准确地、快速地恢复到平衡状态。

本课件将详细介绍自动控制的基本概念、控制系统的类型、数学模型、稳定性分析、控制器设计等内容,帮助学员全面掌握自动控制原理的基本理论和方法。

二、控制系统的基本概念1. 自动控制自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用控制器使被控对象按照预定规律运行的过程。

自动控制的核心在于控制器的设计,它能够根据被控对象的运行状态,自动地调整控制量,使系统达到预期的性能指标。

2. 控制系统控制系统是由被控对象、控制器、传感器和执行器等组成的闭环系统。

被控对象是指需要控制的物理过程或设备,控制器负责产生控制信号,传感器用于测量被控对象的运行状态,执行器则根据控制信号对被控对象进行操作。

三、控制系统的类型1. 按控制方式分类(1)开环控制系统:控制器不依赖于被控对象的运行状态,直接产生控制信号。

开环控制系统简单,但抗干扰能力较差。

(2)闭环控制系统:控制器依赖于被控对象的运行状态,通过反馈环节产生控制信号。

闭环控制系统抗干扰能力强,但设计复杂。

2. 按控制信号分类(1)连续控制系统:控制信号是连续变化的,如模拟控制系统。

(2)离散控制系统:控制信号是离散变化的,如数字控制系统。

四、控制系统的数学模型1. 微分方程模型微分方程模型是描述控制系统动态性能的一种数学模型,它反映了系统输入、输出之间的微分关系。

通过求解微分方程,可以得到系统在不同时刻的输出值。

2. 传递函数模型传递函数模型是描述控制系统稳态性能的一种数学模型,它反映了系统输入、输出之间的频率响应关系。

传递函数可以通过拉普拉斯变换得到,它是控制系统分析、设计的重要工具。

五、控制系统的稳定性分析1. 李雅普诺夫稳定性分析:通过构造李雅普诺夫函数,分析系统的稳定性。

2. 根轨迹分析:通过分析系统特征根的轨迹,判断系统的稳定性。

控制系统仿真课件:控制系统模型及转换

控制系统仿真课件:控制系统模型及转换

x1 0
x2
0
xn
an
1 0 an1
0 1 an2
0 x1 0
0
x2
0
u
a1
xn
1
x1
y 1
0
0
x2
xn
控制系统模型及转换
0
A
0
an
1 0 an1
0 1 an2
0
0
a1
为状态变量系数矩阵。 为输入变量系数矩阵。
a1
d n1 y dt n 1
an1
dy dt
an
y
u
(3-5)
式中:u为系统的输入量;y为输出量。
控制系统模型及转换
现引入n个状态变量,即x1,x2,…,xn,各个状态变量的一 阶导数与状态变量和式(3-5)原始方程中的各导数项的对应
关系
x1
x
x2
x
n
为系统状态变量矩阵。
控制系统模型及转换
x1
x
x
2
x
n
为状态变量的一阶导数矩阵。
控制系统模型及转换
x1 y
x1
x2
x2
x3
x n 1
xn
dy dt d2y dt 2
d n1 y dt n1
xn
xn1
dny dt n
an y an1
dy dt
an2
d2y dt 2
a1
d n1 y dt n1
u
控制系统模型及转换 将上述n个一阶微分方程组成矩阵形式,可以表示为
控制系统模型及转换
3.1.3 系统的状态空间模型 微分方程和传递函数均是描述系统性能的数学模型,它

《数字信号处理题解及电子课件》第1章_离散时间信号与离散时间系统_2

《数字信号处理题解及电子课件》第1章_离散时间信号与离散时间系统_2

(控制系统)
Communication (通信)
System Identification (系统辨识)
Statistics
(统计)
Neural Network
(神经网络)
例:
z=peaks; surf(z);
与本章内容有关的MATLAM文件
1. rand.m 用来产生均值为0.5、幅度在 0~1之间均匀分布的伪白噪声: u=rand(N)
sin c(t) 0
t k
sin c(t) t为其它
对离散信号,相应的sinc函数定义为:
sin c() sin(N) sin()
4. conv.m 用来实现两个离散序列的线 性卷积。其调用格式是:y=conv(x,h)
5. xcorr: 其互相关和自相关。格式是: (1)rxy=xcorr(x,y) : 求 x,y 的 互 相 关 ; (2)rx=xcorr(x,M,’flag’):求x的自相关,M: rx的单边长度,总长度为2M+1;‘flag’是定 标标志,若 flag=biased, 则表示是“有偏” 估计,需将rx(m)都除以N,若flag=unbiased, 则表示是“无偏”估计,需将rx(m)都除以 (N-abs(m));若’flag’缺省,则rx不定标。 M和‘flag’同样适用于求互相关。
而: y(n k) (n k)x(n k)
所以: y(n k) T[x(n k)]
本系统不具备移不变性!
另外,系统 是因果的,但不是稳定的
例2: y(n) ay(n 1) x(n)
本系统是线性系统、移不变系
统、因果系统,如果 a 1
则该系统是稳定的。
例3: y(n) Ax(n) B

计算机控制技术11线性离散时间系统精品PPT课件

计算机控制技术11线性离散时间系统精品PPT课件

1)差分方程的输入函数中不包含高于一阶的差分项 y ( k n ) a n 1 y ( k n 1 ) a 1 y ( k 1 ) a 0 y ( k ) b 0 u ( k )
选择状态变量: x 1 ( k ) y ( k )
x x
2 3
(k (k
) )
y(k y(k
第七章 线性离散时间系统状态空 间分析
1. 线性离散时间系统的状态空间描述 2. 线性离散时间系统状态方程的解 3. 线性离散时间系的能控(观测)性及稳定性分析
2020/10/9
1
第一节 线性离散时间系统 的状态空间描述
1. Z变换及相关理论知识 2. 离散时间系统的状态方程 3. 连续时间系统的离散化
x1 (k ) y(k ) h0u(k )
选择状态变量:
x x
2 3
( (
k k
) )
x1 ( k x2(k
1) 1)
h1u(k ) h2u(k )
xn (k ) xn1 (k 1) hn1u(k )
上式中:
h0 bn
hh12
bn1 bn2
an1h0 an1h1
an2h0
Z域解
4
二、离散系统的状态空间描述
1、线性定常离散系统的状态空间描述为:
x1(k1)T g11 g12 g1nx1(kT ) h1
输出方程:x2(k1)Tg21
g22
g2nx2(kT )h2u(kT )
xn(k1)T gn1 gn2 gnn xn(kT ) hn
x1(kT)
状态方程:y(kT)c1 c2 cnx2(kT)Du(kT)
2020/10/9
13
写成矩阵形式,得到状态空间描述为:

《控制理论基础》课件

《控制理论基础》课件

现代控制设计方法
状态空间法
基于系统的状态方程和输出方程进行控制设计,能够处理多输入 多输出系统,并考虑系统的动态特性。
线性二次型最优控制
通过优化性能指标函数来设计控制器,以使系统状态达到最优。
极点配置控制
通过配置系统的极点来改善系统的动态性能,实现系统对不同频率 输入的快速响应和低稳态误差。
最优控制设计方法
动态规划
将多步决策问题转化为一系列单 步优化问题,通过求解每个子问 题的最优解来得到原问题的最优 解。
庞特里亚金极大值
原理
在给定的初始和终端状态以及性 能指标下,求解最优控制策略使 得性能指标达到最优。
哈密顿-雅可比方

通过求解哈密顿-雅可比方程来找 到最优控制策略,适用于多输入 多输出系统。
2023
振荡次数
系统在过渡过程中振荡的次数和振荡幅度。
2023
PART 05
控制系统的设计方法
REPORTING
经典控制设计方法
比例控制
通过调整控制器的输出与输入误差的比例系数来减小误差,具有快 速响应的特点。
积分控制
通过累积输入误差来调整控制器的输出,以减小稳态误差,但可能 导致系统超调。
微分控制
通过预测误差的变化率来调整控制器的输出,有助于减小超调并加快 系统的响应速度。
MATLAB/Simulink介绍
02 介绍MATLAB/Simulink的功能和使用方法,以及在
控制系统仿真中的应用。
其他仿真软件介绍
03
介绍其他常用的仿真软件,如PLCSIM、组态软件自
带的仿真功能等。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看

第八章线性离散(时间)控制系统分析一精品PPT课件

第八章线性离散(时间)控制系统分析一精品PPT课件

CASE.SCUT §8-2-1采样过程
和理想脉冲序列
X*[s]
L[x*(t)]
1 Ts
X ( sj k ωs )

X(s)L[x(t)]
x(0)x(Ts )eTss x(2Ts )e2Tss
x(kTs )ekTss k
x*( t)x ( 0 ) δ(xt()sT) δ (tTs)
x(2s)Tδ(t2Ts) x(ks)Tδ(tkTs) k0
x
(
t
)Ts(δt)x
(
t1) ej Ts k
k
ω st
T1s kx
(
t
)j keω st
•二.采样定理 : 为
1.采样信号频谱 : 设x(t) 0,t 0 :
不失真地把原信号 复现, 采样角频率
x *(t) x(t) δ(t nTs ) n
ω s 2π/T s必须 大于或等于原信号
X*(jω T1s)n X(jj ω nsω ) T1sX(jj ω ω s)
T1sX(jω T1sX)(jj ω ω s)X*(j ω jksω )
当 X s * ( 2 j ω m ω ω 时 T a 1 sX 有 x )T ( 1 sX , jX ω * ( ( j j j )ω s n , ) T ω 1 s0 X ω ) n ( , j 1 ω 2 , . ,
x(t)δ (Ts t)
x(t)
1 Ts
e j n ωst
n
上限频率ω max 的二倍
1
x(t)e j n ωst
CASE.SCUT
设 L [x ( Xt ( L [ ) s * ( x ] Ts) nt , X * ) ( ] s T 1 sn ) X §( j 8-定2-2理s 采n s) 样

离散事件系统基本概念课件

离散事件系统基本概念课件

03
离散事件系统的描述方法
Chapter
状态图描述法
总结词
通过图形化的方式展示离散事件系统的状态转换过程。
详细描述
状态图描述法使用节点表示系统的状态,使用箭头表示状态之间的转换关系。通 过状态图,可以直观地了解系统在不同状态下的行为和转换条件。
流程图描述法
总结词
使用图形符号和流程线描述离散事件 系统的逻辑流程。
离散事件系统理论研究涉及多个学科领域,需要跨学科合作,共同推动离散事件系统理论的创新发展。
离散事件系统在工业生产中的应用前景
随着工业自动化水平的提高,离散事件系统在工业生产 中的应用越来越广泛,如制造执行系统、物流管理系统 等。
离散事件系统在工业生产中的应用,有助于提高生产效 率、降低能耗、优化资源配置,对实现绿色制造和可持 续发展具有重要意义。
特点
离散事件系统具有事件驱动的特性,系统的状态变化由离散事件触发,事件的发生和执行具有随机性 。
离散事件系统的应用领域
制造系统
离散事件系统广泛应用于制造系统,如自动化生产线 、机器人制造等。
服务系统
如机场、火车站等交通枢纽的调度系统,以及银行、 医院的排队系统等。
通信网络
如电话交换网络、互联网路由器等网络设备的控制和 调度。
输入设备
负责接收外部输入信号或数据,并将 其转换为系统可识别的格式。
输入缓冲区
用于暂存输入设备送来的数据,以供ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ处理器处理。
处理器
中央处理器
负责执行运算和控制操作的核心部件。
协处理器
辅助中央处理器完成某些特定任务,如浮点数 运算、图形处理等。
任务调度器
负责分配任务给处理器,并管理任务的执行顺序。

信号与系统分析PPT全套课件 (3)可修改全文

信号与系统分析PPT全套课件 (3)可修改全文

f (2t)
倒相
f (t)
f (t)
1.3 信号时域变换
例1-8
1.4 信号时域运算
相加
f1(t)
f2 (t)
fn (t)
相乘 f1(t)
f2 (t)
y(t) f1(t) f2 (t) fn (t) y(t) f1(t) f2 (t)
1.4 信号时域运算
数乘
f (t)
a
y(t) af (t)
y
(
k
)
(0
)
y (k) (0 )
y y
(0
(k)
) (0
)
y zi
(0
y
(k zi
)
) (0
y )
zs (0
y
(k zs
) ) (0
)
在零输入条件下,且系统的内部结构和参数 不发生变化时,有:
y(0 y (k )
) (0
)
yzi (0
y
(k zi
)
) (0
)
3.初始状态和初始值的确定
A1 y1(t) A2 y2 (t)
y(t)
y(t t0 )
1.7 线性时不变系统的性质
微分性
f (t)
df (t) dt
积分性
f (t)
t
f ( )d
系统 系统
y(t)
dy(t) dt
y(t)
t
y( )d
1.8 信号与系统分析概述
1.8.1 基本内容与方法
确定信号和线性时不变系统
建立与求解系统的数学模型
2.2.2 零输入响应与零状态响应
1.零输入响应 2.零状态响应

集散控制系统(DCS)基础培训课件

集散控制系统(DCS)基础培训课件

当前集散控制系统面临的挑战和机遇
与其他系统的集成和互操作性 面临的机遇
工业4.0和智能制造的推动
当前集散控制系统面临的挑战和机遇
云计算、大数据等技术的应用 市场需求增长和定制化服务的机会
发展趋势预测:智能化、网络化等方向
智能化
01
02
利用人工智能和机器学习技术提高系统自适 应性和智能化水平
实现故障预测和自主维护,减少人工干预
在楼宇自动化领域,DCS可用 于楼宇照明、空调、安防等系
统的集中管理和控制。
CHAPTER 02
硬件组成与功能实现
控制器类型及其特点
01
02
03
PLC型控制器
采用可编程逻辑控制,适 用于中小型控制系统,具 有编程灵活、易于维护等 特点。
专用控制器
针对特定控制需求设计, 具有高性能、高可靠性等 特点,适用于大型和复杂 控制系统。
实时曲线显示
将采集到的数据以曲线形式实时 展曲线查询
提供历史曲线查询功能,可查看 过去一段时间内的数据变化趋势

报表生成与打印
根据用户需求生成各类报表,如 日报、周报、月报等,并支持打
印功能。
CHAPTER 05
系统集成与调试维护方法
DCS与其他系统集成策略探讨
执行情况检查与记录
阐述如何对DCS系统维护保养的执行情况进行检查和记录,包括保养计划的执行情况、保 养效果的评估等方面的内容。同时,强调建立完善的维护保养档案的重要性。
CHAPTER 06
发展趋势与新技术应用前景
当前集散控制系统面临的挑战和机遇
面临的挑战 系统复杂性和维护成本增加
对安全性和可靠性的更高要求
混合型控制器

自动控制原理课件ppt

自动控制原理课件ppt

03
非线性控制系统
非线性控制系统的特点
非线性特性
01
非线性控制系统的输出与输入之间存在非线性关系,
如放大器、继电器等。
复杂的动力学行为
02 非线性控制系统具有复杂的动力学行为,如混沌、分
叉、稳定和不稳定等。
参数变化范围广
03
非线性控制系统的参数变化范围很广,如电阻、电容
、电感等。
非线性控制系统的数学模型
线性控制系统的性能指标与评价
性能指标
衡量一个控制系统性能的好坏,需要使用一些性能指标,如响应时间、超调量、稳态误差等。
性能分析
通过分析系统的性能指标,可以评价一个控制系统的优劣。例如,响应时间短、超调量小、稳态误差小的系统性能较 好。
系统优化
根据性能分析的结果,可以对控制系统进行优化设计,提高控制系统的性能指标。例如,可以通过调整 控制器的参数,减小超调量;或者通过改变系统的结构,减小稳态误差。

采样控制系统的数学模型
描述函数法
描述函数法是一种分析采样控制系统的常用方法,通过将连续时间 函数离散化,用差分方程来描述系统的动态特性。
z变换法
z变换法是一种将离散时间信号变换为复平面上的函数的方法,可 用于分析采样控制系统的稳定性和性能。
状态空间法
状态空间法是一种基于系统状态变量的方法,可以用于分析复杂的采 样控制系统。
航空航天领域中的应用
总结词
高精度、高可靠性、高安全性
详细描述
自动控制原理在航空航天领域中的应用至关重要。例如 ,在飞机系统中,通过使用自动控制原理,可以实现飞 机的自动驾驶和自动着陆等功能,从而提高飞行的精度 和安全性。在火箭和卫星中,通过使用自动控制原理, 可以实现推进系统的精确控制和姿态调整等功能,从而 保证火箭和卫星能够准确地进行轨道变换和定点着陆。
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1-2 Digital Control Systems
❖ S/H and A/D (A/D)
Sample-and-Hold (S/H)
❖ Sampling Processes, replace original continuous-time signal by a sequence of values at discrete-time time points
❖Analog signal: A signal defined over a continuous range of time whose amplitude can assume a continuous range of values
❖A continuous-time quantized signal
❖ Also called an encoder, is a device that converts an analog signal into a digital signal, usually a numerically coded signal. A S/H circuit is often an integral part of a commercially available A/D converter.
❖Availablity of low-cost digital computers ❖Advantages of digital signals
5
1-1 Introduction
❖ Types of Signals
Continuous-time signal: A signal defined over a continuous range of time
❖ a circuit that receives analog input signal and holds this signal at a constant value for a specified period of time.
Analog-to-Digital Converter (A/D)
2
Contents
1-1 Introduction
1-2 Digital Control Systems
1-3 Quantizing and Quantization Error
1-4 Data Acquisition, Conversion and Distribution Systems
3
1-5 3Concluding Comments
7
1-1 Introduction
8
1-1 Introduction
❖ Systems Dealt With in This Book
Linear and time invariant Discrete-Time Control Systems
❖one or more variables can change only at discrete instants of time. These instants may specify the times at which some physical measurement is performed or the memory of a digital computer is read out
❖Digital signal: A discrete-time signal with quantized amplitude
Comparison
❖Discrete-time, digital, sampled data signal (control system)
❖Continuous-time, analog signal (control system)
Course Information
❖ Time: 13:30-15:10pm, Wednesday
10:00-11:40am, Friday (even weeks)
❖ Venue: 综B204
❖ References:
离散时间控制系统(英文版第2版),Katsuhiko Ogata,机械工 业出版社,2004
Described in linear difference equations with constant coefficients
9
Hale Waihona Puke 1-2 Digital Control Systems
Figure 1-2 Block diagram of a digital control system 10
离散时间控制系统(中文版),Katsuhiko Ogata,陈杰,蔡涛等 译,机械工业出版社,2006
❖ Grading Procedure:
in-term evaluation
experimental results
final paper examination.
1
Chapter 1 Introduction to Discrete-Time
1-1 Introduction
❖ Digital Controller
A rapid increase in the use of digital controllers
4
1-1 Introduction
❖ Digital Controller
The trend is due to
❖Digital control can achieve optimal perfor- mance, have Decision-making capability and flexibility in the control program
Discrete-time signal: A signal defined only at discrete instants of time
6
1-1 Introduction
❖Sampled-data signal: A discrete-time signal if the amplitude can assume a continuous range of values
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