3<1,它对应的暂态响应y
3(kT)单调衰减。
(4)极点在单位圆内的负实轴上,例如-1
4<0,它对应的暂态响应y
4(kT)是正负交替的衰减振荡(周期为2T)。
(5)极点在单位圆与负实轴的交点,例如p
5=-1,它对应的暂态响应y
5(kT)是正负交替的等幅振荡(周期为2T)。
(6)极点在单位圆外的负实轴上,例如p
6<-1,它对应的暂态响应y
6(kT)是正负交替的发散振荡(周期为2T)。
图2 实极点位置和动态响应之间的关系
2.闭环复极点对系统动态性能的影响
图2可以说明系统动态性能。
(1)复极点在z平面单位圆外,对应的暂态响应是振荡发散的。
(2)复极点在z平面单位圆上,故对应的暂态响应是等幅振荡。
(3)复极点在z平面单位圆内,故对应的暂态响应是振荡衰减的。
综上所述,对离散系统的极点分布作如下讨论:
① 为使离散系统具有满意的瞬态特性,其闭环极点应尽量避免分布在z平面单位圆的左半部,尤其不要靠近负实轴。闭环极点最好分布在z平面单位圆的右半部,尤为理想的是分布在靠近原点的地方,由于这时|z
j|值较小,所以相应的瞬态过程较快,即离散系统对输入具有快速响应的性能。
② 通过分析可知,极点越接近z平面的单位圆,瞬态响应衰减越慢。假如有一对极点最靠近单位圆,而其他零极点均在原点附近,离这一对极点相当远,则系统响应主要由这一对极点决定,所以这一对极点称为主导极点对。这时,可忽略原点附近极点相对应的瞬态分量,而考虑主导极点引起的瞬态分量。
图3 闭环复极点位置和系统动态响应之间的关系
〖例1〗求例的阶跃响应。
解: 因为闭环脉冲函数为
故对应离散系统阶跃响应程序为
MATLAB Program
num=[0.368 0.264];
den=[1 1 0.632];
dstep(num,den,50)
右图为对应连续系统的阶跃响应。由两图可以看出当采样周期较大时(如T=1s),离散系统性能变差,此时应该采用专门的设计方法来设计。当采样周期较小时(如T=0.1s),离散系统的性能与连续系统一样。
(a) (b)
图2 阶跃响应曲线仿真图
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