第八章 采样控制系统

1．基本要求

（1）理解离散控制系统的基本概念、采样过程、采样定理；

（2）掌握Z变换和Z反变换的方法；

（3）掌握离散控制系统脉冲传函的概念以及建立；

（4）掌握采样系统的稳定性分析方法；

（5）掌握采样控制系统稳态误差的计算方法。

2．内容提要

系统中存在一处以上的环节，其信号是以脉冲或数字形式传递的，就构成了采样控制系统。分析采样系统要在离散域内进行，这就需要了解连续系统的离散化过程，及离散系统的表示方法。离散系统一旦被表示出后，在充分理解Z与S之间关系的基础上，连续系统的全部分析方法几乎都可以平移至离散域内进行，并且离散域内还具有自己独特的分析与综合方法。

本章首先介绍了离散控制系统的基本概念和组成。为了完成控制目的，将连续信号经采样后变成离散信号，为了使离散信号不失真地保留原有连续信号的全部信息，采样频率必须满足香农采样定理。

按控制规律处理后的离散信号用于控制对象时，常需将离散信号恢复成连续信号，实践中常用零阶保持器实现这种信号的恢复。

差分方程与脉冲传递函数都是离散系统的数学模型，z变换是研究离散系统的有利工具，基于z变换而建立的脉冲传递函数，可以很方便地在z域中对离散系统进行分析，而不必解高阶差分方程，因而脉冲传递函数比差分方程应用更为广泛。

对离散系统的性能要求包括稳态误差与动态品质。

考核知识点：零阶保持器；Z变换定义及变换方法； Z反变换；环节的脉冲传递函数；闭环脉冲传递函数；Z平面的稳定性分析；离散控制系统的稳态误差分析。

重点：采样定理、零阶保持器；带有零阶保持器环节的脉冲传递函数计算；闭环脉冲传递函数计算；系统性能分析。

难点：绘制(纯)离散系统方框图；典型计算机控制系统设计方法。