北航計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大作業(yè)

1、北航計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大作業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大作業(yè)姓名：陳啟航學(xué)號(hào)：13031144教師：周銳日期：2016年6月1日綜合習(xí)題1已知:1)試用z變換、一階向后差分、向前差分、零極點(diǎn)匹配、Tustin變換 和預(yù)修正的Tustin (設(shè)關(guān)鍵頻率=4)變換等方法將D(s)離散化，采樣周期分 別取為0.1s和0.4s；2)將D(z)的零極點(diǎn)標(biāo)在Z平面圖上3)計(jì)算D (j3)和各個(gè)D3T )的幅頻和相頻特性并繪圖,討由0 20r ad,計(jì)算40個(gè)點(diǎn)，應(yīng)包括=4點(diǎn)，每個(gè)T繪一張圖(Z變換方法單畫(huà))4)計(jì)算D(s)及T=0.1, TR.4時(shí)D(z)的單位脈沖響應(yīng)，運(yùn)行時(shí)間為4 秒5)結(jié)合所得的結(jié)果討論分析各種離散

2、化方法的特點(diǎn)6)寫(xiě)出報(bào)告，附上結(jié)果。解：(D Z變換法：a.離散化：T = 0.1s 時(shí),D(z) =4zz- 0.6703T = 0.4s 時(shí),D(z) =4zz- 0.2019b.D(z)的零極點(diǎn)0.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1& T=0.1s時(shí)極點(diǎn)口 T=0.4s時(shí)極點(diǎn)-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81c.例%）和口幅頻相頻特性曲線連續(xù)系統(tǒng)：-3O的Eni/”笈LdFFoqjorcy fracgT = O,J$ 時(shí)T = 0.4s 時(shí)i 1 2 mBm揖 dDo義心白口 iend. D和DQ）單位脈沖響應(yīng)D0M和幅頻相頻特性曲線

3、1、一階向后差分T 二 0,1s 時(shí)SyiterTu 呈爆F(xiàn)raaiency Cm心1 4Ffha-fe g=i0-羽 i _LIFrociJert# (rac聞葉。=1Rhfls 宇匕杷ntu林(dBjYEN篇 /: UMlgJdDL郁(s.pej) HaiengHLWJ白弓七0口?它U3心省-u.Frequency (rets/s i3、零極點(diǎn)匹配t = n.is 時(shí)Bod白口由？恒1nSUFJ ob-lnLH(ido/st 4Fha*e(dHji -t5TFrsqercy (radfe)T = 04時(shí)fffl已由口且匚 SBZ(saplalMflu d4、Tustin 變換T = 0.1

4、s 時(shí)FrequencyT = Ms 時(shí)rffl已由口皂匚下z(saplalMflu dDo*1 i&dgianFrat|uerbc/ rsd/=)5、預(yù)修正的Tustin變換（設(shè)關(guān)鍵頻率=4）T = O1時(shí)口盯wnij-pnluQ 口 / LaUPJ。注口二Frequency (rec/s i($)和單位脈沖響應(yīng)1、一階向后差分T = 0力時(shí)ilwZLUJqDimpila: Respr-nceIE 22.532.5 Aho與國(guó)同 a,一嗯二jArnphlude口-ml/ S8VD3B1U12 25UJ1115T-3E6BC)O O O 口 足 工 W 8 M a3、零極點(diǎn)匹配T = 0.1s

5、 時(shí)Tirnvvc)C 0.51522535.54Timefsec4、Tustin 變換t = ai5 時(shí)1572C, F 3 5TimsfiSC）T =。曲時(shí)Difipikc PftSpon 淘 D.50 45D.4G XOJ考.口孑* D-20 15D.1OCEJ5、預(yù)修正的Tustin變換（設(shè)關(guān)鍵頻率=4）T = 0.1s 時(shí)劭三一一 deTT =。冉$時(shí)叱0.6n j-03 t . j l a .1 . . ilUuih*. t-M I. . at|i . . : L u k u4 . 4 I. bL； . 4 L J .= 14l2 至 150.12取KG1 EG3 = 1SKG1，

6、KG3- krf|ia=lini s *UD 占 TA根據(jù)要求2）,有Ts + 1 -KG1 - KG2，KG3 1 km s1 + KG1 KG2 - KG3，跖工所以KG2 = 0359二）狀態(tài)反饋增益設(shè)計(jì)：取七=0,9, 3m = 20rmd人則要求的閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)為5g =-18 ）8.7178映射到z平面中，離散域的極點(diǎn)為zL2 = 0.8321 + 0.07271離散域的特征方程為z1 - 1.6642Z 4-0.6977對(duì)該系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:300s2 -F 105.4s取轉(zhuǎn)角6 =天1,角速度=x為狀態(tài)變量X =（工1/2）了,系統(tǒng)狀態(tài)方程為太=Ax + Bl!y = tx其

7、中,_ 01 i一 Lo -57.7,C = 0 1則離散狀態(tài)方程為K(U + 1) Fxn) + Gu(n)y(n) =Cx(n)F3 = LGi)T”j 黑胃吃黑設(shè)狀態(tài)反饋增益為：k = fcl kz閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為 _ |z-l + 0,01249北 10.01249*72 - 0.0076 I懷 十 1 - I 22795fcl2- 05616 4 2,2795Jt21=工土 + (0.01249kl + 2_279 5k2 -1.56163 + OJOlfBkl-Zk2795k2 +0.5616對(duì)應(yīng)系數(shù)相等，得1 *1 = 1,469 lfc2 = -0.0531 k = 1.4699 -0,0531閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)方程為：x(k+ 1)=0.9816-3,3506fl.0083Q.632&z(k) +0.01249J 2.2795 .u(k)yQO = 1 ox(k)三)設(shè)計(jì)降維觀測(cè)器：降維觀測(cè)器