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自动控制原理 第六章(线性离散系统的分析与校正)(二)

三、离散系统的数学模型

1、差分方程及其解法

(1)差分的概念:

(2)离散系统的差分方程:

(3)差分方程求解:

(4)举例:

2、脉冲传递函数

(1)脉冲传递函数的定义:零初始条件下离散系统输出z变换对输入z变换之比

(2)脉冲传递函数的性质:

①脉冲传递函数是复变量z的复函数(一般是有理分式)。

②脉冲传递函数只与系统自身的结构参数有关。

③系统的脉冲传递函数与系统的差分方程有直接联系。

④系统的脉冲传递函数是系统的单位脉冲响应序列的z变换。

⑤系统的脉冲传递函数在z平面上有对应的零、极点分布。

(3)由传递函数求脉冲传递函数:

(4)脉冲函数的局限性:

①原则上不反映非零初条件下系统响应的全部信息。

②一般只适合描述单输入单输出离散系统。

③只适合用于描述线性定常离散系统。

(5)举例:

3、开环系统脉冲传递函数

(1)串联环节之间有采样开关时:(以例子演示)

(2)串联环节之间无采样开关时:(以例子演示)

(3)有零阶保持器时:(以例子演示)

4、闭环系统脉冲传递函数

(1)闭环离散系统结构图形式并不唯一,下图是一种比较常见的误差采样闭环离散系统结构图,图中虚线所示的是“等效采样开关”,在系统中原本不存在但“等效存在”。

(2)以下两种情况可以利用Mason公式求\Phi (z)C(z),除此之外都不能用Mason公式求\Phi (z)C(z)

(3)举例:

四、稳定性分析

1、s域到z域的映射

2、稳定的充分必要条件

(1)如果一个线性定常离散系统的脉冲响应序列趋于0,则系统是稳定的,否则系统不稳定。

(2)线性定常离散系统稳定的充分必要条件是,系统闭环脉冲传递函数的全部极点均位于z平面的单位圆内,或者系统所有特征根的模均小于1

3、稳定性判据

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