计算机控制系统基础(共67张PPT).pptx

计算机控制系统基础是理解现代工业自动化和信息化的关键领域，它涉及到多个关键概念和技术。本篇内容主要涵盖了计算机控制系统的采样及信号特点、数学模型以及离散控制系统的分析，同时也提到了计算机控制系统的总线技术。 我们关注的是计算机控制系统的信号形式。在控制系统中，信号分为连续模拟信号、离散模拟信号、连续数字信号和离散数字信号。连续模拟信号是时间和幅值都连续的信号，例如y(t)和u(t)；离散模拟信号则只有时间是离散的，但幅值仍然是连续的；连续数字信号的时间连续而幅值数字化；离散数字信号两者皆离散，常见于计算机内部处理。 在计算机控制系统中，信号的采样、采样周期和采样定理是至关重要的。采样是将连续信号转变为离散信号的过程，采样周期T是连续信号被采样的时间间隔。根据香农定理，为了不失真地恢复原始信号，采样频率（1/T）必须大于信号最高频率的两倍，即采样定理。采样过程的合理性和保持器的使用对于确保信号质量至关重要。保持器用于将离散采样信号转换为连续模拟信号，常见的保持器类型包括零阶、一阶及高阶保持器。 接下来，我们讨论计算机控制系统的数学模型，特别是Z变换。Z变换是分析离散时间系统的主要工具，它将离散时间序列转换为Z域的函数。Z变换具有线性、滞后、超前和复位移等基本定理，以及初值、终值和卷积定理。Z变换的计算通常采用级数求和、部分分式法、留数法等方法，而Z反变换则常用长除法、部分分式展开法或留数计算法。 此外，计算机控制系统的总线技术也是系统设计中的重要环节，它涉及到数据传输、设备连接和系统扩展等方面，如PCI、CAN、EtherCAT等总线标准在不同应用场景中有各自的优势和适用范围。 计算机控制系统的基础涉及信号处理、数学建模和硬件接口等多个方面，这些知识是理解和设计高效、可靠的自动化系统的基石。深入理解这些概念，有助于在实际工程中实现精确控制和优化系统性能。