Ansys Electronics Desktop 2019R1: 线性系统离散化与极点配置详解

本资源主要介绍了线性系统离散化的概念及其在ANSYS Electronics Desktop 2019R1的Q3D Extractor软件中的应用。在离散化过程中，通过采样时间将连续系统的动态行为转化为离散模型。具体步骤如下： 1. **系统离散化**: - 使用`c2dm`函数对系统的状态矩阵A、输入矩阵B、输出矩阵C和扰动矩阵D进行离散化处理。采样时间设为0.1秒，这一步骤的结果生成了新的状态转移矩阵F、增益矩阵G、零初始条件矩阵Cd和单位阶跃响应矩阵Dd。例如，状态转移矩阵F显示了系统在不同时间步的状态变化，而增益矩阵G则反映了输入信号对输出的影响。 2. **极点配置**: - 为了达到特定的系统性能，设计者需要配置系统的极点位置。通过MATLAB中的`acker`函数，给定期望的极点值（如0.6, 0.6, 0.5+0.3i, 0.5-0.3i），使用Ackermann公式来计算调整系数kd。配置后的闭环系统极点通过`eig`函数得到，确保系统的动态特性符合需求。 3. **应用实例**: - 文件还提到了几个计算机控制系统的例子，如模拟雷达天线俯仰角位置伺服控制系统、水箱水位控制系统以及机械手控制系统。这些案例展示了如何将传统模拟控制系统转化为基于计算机的控制系统，通过数字化信号处理和控制算法实现更精确和灵活的控制。 此外，资源还涉及了信号采样和拉氏变换的相关理论，对于连续信号进行离散表示的数学方法进行了阐述，这对于理解和设计离散控制系统至关重要。例如，采样信号的表达式和拉氏变换的计算方法展示了信号处理的基本技巧，这对于离散系统的频率域分析和设计十分关键。 总结来说，本资源主要涵盖了线性系统离散化的方法，以及如何在实际控制系统中应用这一技术进行系统设计和分析，特别是结合MATLAB工具进行极点配置，以及连续信号的离散表示。这对于理解计算机控制系统的数字化设计过程和技术细节非常有帮助。