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1、计算机控制技术,第四章 计算机控制系统的信号,1掌握的内容,1) 计算机控制系统中信号的变换 (1) 有采样、量化、编码、解码与信号恢复（零阶保持器）五种信号形式变换,(2) 每种信号形式的特点,(3) 其中采样，量化及信号恢复三种信号形式变换最重要。 2) 理想采样，采样周期T及采样角频率s概念。熟记s=2fs=2/T. 3) 采样信号的数学描述： 时域表示 f *(t)= f (kT)(t=kT) 拉氏变换式,4) 采样定理 如果一个连续信号不包含高于max的频率分量（即连续信号中所含频率分量的最高频率为max），那么 就完全可以用周期T2max，那么采样信号就可以不失真地反映连续信号的特

2、性。 如不满足采样定理，一个高频连续信号采样后将会变成一个低频信号。 如果两个信号的频率相差正好是s的整数倍，1-2=ns（n为整数），则它们的采样值便相同。,5）零阶保持器： 采样间隔间信号恢复的方法是采样间隔间信号等取采样时刻的数值，即采样间隔间内的信号保持不变。 时域的数学描述 fh(t)=f(kT) kTt(k+1)T 传递函数 相频特性 相位滞后的低通滤波器。,2理解的内容 对信号量化形式变换的概念及一些特性应有一定理解；应知道计算机系统中有限字长将会产生信号幅值的整量化，并在系统中引入量化误差。 3了解的内容 应了解在计算机控制系统中常常还包含有前置滤波器及后置滤波器。,2理解的内

3、容 对信号量化形式变换的概念及一些特性应有一定理解；应知道计算机系统中有限字长将会产生信号幅值的整量化，并在系统中引入量化误差。 3了解的内容 应了解在计算机控制系统中常常还包含有前置滤波器及后置滤波器。,第五章 计算机控制系统 数学描述及系统分析,本章所述内容是本课中的重点 对有关计算机控制系统的 数学描述方法 稳定性分析 稳态误差分析 等内容应有较系统的了解。,1掌握的内容 1）离散系统的脉冲传递函数的定义及主要的性质。 (1)脉冲传递函数定义: 在零初始条件下，输出量Z变换与输入量Z变换之比。 主要特性与连续系统传递函数类似。 仅在两个采样开关之间方能写出脉冲传递函数。 能实现脉冲传递函

4、数与差分方程之间互相转换。 (2) C(Z) =G(Z) R(Z) (3) C*(t)=Z-1C(Z) (4) G(Z) = Zg*(t),2) 动态结构图 在等效变换时与连续系统结构图等效变换的差异： 不是所有的输入输出对之间都能写出它的传递函数； 若两个串联环节之间无采样开关， ZG1(S)G2(S)ZG1(S)ZG2(S),在求取闭环传递函数时，其形式与连续系统传递函数类似，但要注意在求取前向及开环传递函数时只能用独立环节（即环节两端均需有采样开关）,.,要注意,采样，则无法写出闭环传递函数，仅能写出干扰所引起的系统总的输出为CR(z)与CN(z)之和输出量的Z变换。,3）离散系统的稳定

5、性 离散系统稳定性的定义与连续系统类似。 (1) 离散系统稳定的充要条件 *系统所有特征根必须位于z平面的单位园之内，即|z|=1。 *只要有一个在单位园外，系统便不稳定； *在单位园上，系统为临界稳定，也归属于不稳定。,(2) 影响离散系统稳定性因素 *系统的结构（如是否含有积分环节） *系统放大系数将会直接影响系统的稳定性。 *采样周期对系统稳定性也有很大影响。 过大的采样周期将使系统稳定性降低，甚至不稳定 *同样条件下的连续系统相比，它的稳定性变差。 (3) 能根据稳定性判据求取使系统稳定的参数范围， 如求使系统稳定的放大系数或采样周期的范围。,4）离散系统的稳态误差,离散系统稳态误差与

6、连续系统稳态误差的概念及基本规律类似。 (1) 离散系统稳态误差概念 e(t)= r(t) - c (t) e*(t)= r*(t) - c*(t),(2) 利用Z变换终值定理求取稳态误差 依终值定理，离散系统采样时刻的稳态误差为 e*ss与输入信号R(z)及系统结构参数Gc(z)G(z)有关,(3) 利用系统的静态误差系数求取稳态误差： 与连续系统类似 (4) 尽管采样周期T是系统的重要参数，但在具有零阶保持器的系统里，稳态误差与采样周期无关。 (5) 判别系统稳定性 (6)说明 * 前述所讨论的稳态误差是系统的原理误差， * 由于元部件特别是测量部件的精度不好，仍可造成稳态误差。 * A/

7、D的字长有限，在字长较短时，非灵敏区过大也将会给系统带来附加的稳态误差。,5）S平面与Z平面的基本对应关系 熟悉S平面与Z平面的基本对应关系,2理解的内容 与连续系统类似，对Z变换的要求与对拉氏变换类似，尽管不会专门测试与Z变换有关的内容，但是与前述需要掌握内容有关的内容仍然可能进行考核。例如使用Z变换终值定理求稳态误差，利用超前滞后移位定理进行Z变换等。 3了解的内容 对离散系统采用代数判据进行稳定性判断，以及动态响应的迭代求解等内容要求学生了解即可，不在直接考核之列。 （但利用特征方程根来判别系统稳定性以及求解满足稳定性要求的系统参数等内容如前所述，要求学生要掌握）。,2理解的内容 与连续系统类似，对Z变换的要求与对拉氏变换类似，尽管不会专门测试与Z变换有关的内容，但是与前述需要掌握内容有关的内容仍然可能进行考核。例如使用Z变换终值定理求稳态误差，利用超前滞后移位定理进行Z