数字控制系统 Pg.434
对于一个信号的t>0. 使用拉普拉斯变换, 我们有
。。。?(算式)?。。。 (11.8)
我们现在有一个无限的序列包含系数?e**Ts和它的指数。 我们定义
。。。?z=e**sT?。。。 (11.9)
这里这种关系包含了一种从s-平面到z-平面的投影图。我们现在定义一种新的变换, 称为z-变换, 所以
。。。?Zrtk0(z变换算式).?。。。 (11.10)
作为一个例子,让我们确定单位阶跃函数?u(t)的z变换(不与控制信号?u(t)混淆)。我们得到
。。。?Z变换算式.?。。。 (11.11)
这个序列可以列为封闭的形式
。。。?U(z)=z变换算式.?。。。 (11.12)
一般地讲我们将定义一个函数f(t)的z变换为
。。。?Zf(t)F(z)=z-k变换算式.?。。。(11.13)
例11.1. 让我们对于?t》0,确定z变换?f(t)=e**at。 那么
。。。?Z变换算式.?。。。 (11.14)
***********************************************
章节11.6 z-变换 Pg.435
再次这个序列可以列为封闭的形似如下
。。。?F(z)=(z变换算式)?。。。 (11.15)
一般地讲我们可以显示
。。。?(Z变换算式).?。。。
例11.2. 对于t》0,让我们确定?f(t)=sinwt的z变换。 我们可以列出?sinwt为
。。。?sinwt(z变换算式).?。。。
所以
。。。?{sinwt}=(z变换算式).?。。。 (11.16)
那么 。。。?F(z)=(z变换算式).?。。。 (11.17)
....例11.3. (11.18)
Pg.436,数字控制系统 表11.1 z变换 X(t,s,z) 单位阶跃,表11.2 z变换的特性,图11.20 一个开环数据采样系统, 零级保持器, 过程处理 Pg.437, (11.19),(11.20),(11.21),(11.22).
例11.4. (11.23),Pg.438 数字控制系统 图11.21(一个闭环采样数据系统)。(11.24),(11.25),(11.26)。图11.22.(一个二次系统响应):(a)连续,(b)采样。 Pg.439 11.7 z平面的稳定性分析
(11.27),(11.28),例11.5 (11.29),(11.30),图11.23(一个闭环的采样系统)。Pg.440 数字控制系统 (11.31), (11.32), (11.33)。
11.8 一个采样数据的二级系统的性能 (11.34),(11.35),(11.36),
Pg441. 一个采样数据的二级系统的性能 表11.3 一个二级采样系统的最大增益,(11.37),(11.38),
图11.24 二级系统的最大超调量对于单位阶跃输入,稳定性极限(11.39),图11.25 这种准则的轨迹。Pg.442 数字控制系统,图11.25 一个二级采样系统的积分平方差的轨迹 优化线,(11.40) 图11.26 一个斜坡输入的二级采样系统的稳态误差稳态,r(t)=t,t>0,非稳态区, Pg443 11.9 数字计算机补偿的闭环系统 闭环系统的过渡函数 (11.41), 计算机的过渡函数(11.42),(11.43),(11.44),图11.27 一台数字计算机的闭环系统。Pg.444 数字控制系统 图11.28 补偿 非补偿 一个单位阶跃相应的二级系统的相应。(11.45),(11.46),
************************************
11.10 小结 Pg.444,Pg.445
由于计算机的价位和稳定性在过去的数十年里有了巨大的改善, 使用一台数字计算机作为一个闭环系统的补偿器件有了很大增加。在采样区间T,一台计算机可以用于完成许多计算, 并且提供一个输出信号用以驱动一个处理过程的一个执行机构。计算机控制用于化学处理,飞行控制,机床,和许多当今的普通过程处理。计算机还可以用于类似人类和类似动物的器件,通常称为“机器人”。
图11.29. 一台演示的大耳朵机械小鼠在一个迷宫里寻找他的路线展示了机器人时代的不久的到来。 封装的小鼠有一个微型计算机“大脑”,其完成迷宫里的两条线路。 在第三次它从头到尾完成第三次探路没有任何碰撞和发生错向。机器小鼠参加了一项电子迷宫大赛。小鼠两轮驱动,有微机控制步进电机运行。(太平洋西北实验室荣誉)
z变换可以用于分析一个采样系统的稳定性和响应,并且设计合适的系统结合在一台计算机中。随着价位低廉的计算机很容易得到,计算机控制系统越来越普及。
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内容附图一致,符合国际标准:
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[经验]计算机数字控制系统传统经典之PID编程和z拉普拉斯变换分析2
关键词: 计算机 数字 控制系统 传统 经典 编程 普拉斯
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