采样控制系统分析：脉冲传递函数与Z变换

"该资源是西电自动化课程的课件，主要讲解了脉冲传递函数的求法，包括直接法和查表法，并涉及到采样控制系统的分析与设计，涵盖Z变换、采样与复现等相关概念。" 脉冲传递函数是数字控制系统分析中的关键工具，用于描述系统对脉冲输入的响应。在本课件中，讲解了两种求取脉冲传递函数的方法： 1. **直接法**： - **求脉冲响应**：首先需要计算系统对单位阶跃输入的响应，即脉冲响应。 - **采样或离散化**：对得到的脉冲响应进行时间上的采样或离散化处理，即将连续时间信号转化为离散时间信号。 - **Z变换**：将离散的脉冲响应通过Z变换转换到Z域，得到脉冲传递函数。 2. **查表法**： - **已知连续传递函数**：如果已知系统的连续时间传递函数，可以将其表示为s的函数。 - **利用Z变换表**：根据Z变换的性质和查表，可以找出对应的离散时间系统的脉冲传递函数。 此外，课件还涉及了采样控制系统的相关概念： - **采样控制系统**：在这些系统中，信号并非始终是连续的，而是以离散的脉冲序列形式存在。随着数字技术的发展，这种系统在各个领域广泛应用。 - **采样与复现**： - **采样**：将连续信号转变为离散信号，通常由采样开关实现。 - **复现**：尝试从采样信号恢复原始连续信号的过程。 - **采样方式**：包括等周期采样、多阶采样、多速采样和随机采样，每种方式有不同的应用场景和特性。 课件进一步介绍了信号的采样过程，其中采样脉冲的持续时间远小于采样周期和系统时间常数，这样可以近似地将采样脉冲看作理想脉冲。采样过程可以理解为信号被理想脉冲序列调制的过程。 通过Z变换，可以分析采样控制系统的动态性能。这种方法能够将离散时间系统的分析方法与连续时间系统的分析方法相联系，但需注意采样系统的特殊性。同时，状态空间分析法也是另一种常用的分析工具。 该课件提供了深入理解脉冲传递函数及其求解方法，以及采样控制系统分析的基础知识，对于学习自动控制领域的学生和专业人士来说，是一份宝贵的参考资料。