理论教育 数字控制系统的脉冲传递函数优化

数字控制系统的脉冲传递函数优化

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:数字控制系统的脉冲传递函数是分析线性离散系统的重要工具,可从z变换分析法中引出。在线性离散系统中,与线性连续系统类似,脉冲传递函数的定义为在初始静止的条件下,一个系统的输出脉冲序列的z变换Y跟输入脉冲序列的z变换R之比。在离散系统中,脉冲传递函数G反映了系统的物理特性,G仅取决于描述线性系统的差分方程。

数字控制系统的脉冲传递函数优化

数字控制系统的脉冲传递函数是分析线性离散系统的重要工具,可从z变换分析法中引出。在线性离散系统中,与线性连续系统类似,脉冲传递函数的定义为在初始静止的条件下,一个系统的输出脉冲序列的z变换Yz)跟输入脉冲序列的z变换Rz)之比。

在离散系统中,脉冲传递函数Gz)反映了系统的物理特性,Gz)仅取决于描述线性系统的差分方程。

图1-9是数字控制系统的典型结构,系统的输入信号有两个,一个是给定信号rkT),另一个是干扰信号nt),干扰信号没有经过采样器而直接进入系统。

图1-9 数字控制系统典型结构

由于线性系统满足叠加原理,输出Y可以看成是由两部分组成:一是由给定信号决定的YR,另一是由干扰信号决定的YN,所以

所以

式中,Gz)为广义被控对象(www.daowen.com)

Φz)为系统闭环脉冲传递函数

至于由干扰信号引起的输出响应YNz),有

所以

系统总输出为

由于Ns)直接进入系统,所以无法在数学上把干扰信号和系统特性分开,因此得不到干扰信号与输出信号之间的脉冲传递函数。

上面推导中,需对连续系统Gs)进行离散化来得到Gz),离散化方法有脉冲响应不变法、部分分式法和留数法等,详见1.3.1节中所述。

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