3.1.1 计算机控制系统的信号形式

随时间连续变化的信号称为连续信号或连续时间信号x(t),t的取值是从-∞连续变化到+∞，这时的系统称为时间连续控制系统或模拟控制系统。但是，若改用计算机来控制系统中随时间连续变化的各种参量信号，必须首先将这些连续信号“离散化”才能对它进行处理和控制。这样，就要对这些连续变化的信号进行采样，即按一定的时间间隔T对连续信号进行取值。称T为采样间隔或采样周期，称采样后的x(nT)为离散信号，也称时间序列或离散序列，并称这时的控制系统为离散控制系统、采样数据控制系统或离散数字控制系统，统一称为数字控制系统。

典型的计算机控制系统如图3.1所示，图中，受控系统输入信号u(t)及输出信号y(t)为模拟的连续信号，而计算机的输入信号r(nT)，输出信号u(nT)及反馈信号y(nT)为离散信号。连续的时间信号通过A/D转换器转换成计算机能够接收的离散的数字信号，这实际上包含两个过程：①离散化，即把连续的时间信号变换为离散的时间信号。②量化，即把前一过程所得的离散时间信号变换为数字信号。而离散的数字信号经由D/A转换器和保持器转换成连续的模拟信号作用在受控系统上，实际上，这也包含了两个过程：①通过D/A转换器把数字信号变换为离散时间模拟信号；②通过保持器把离散时间信号变换为连续时间信号。

模拟前置滤波器通常置于传感器和A/D转换器之间。它的作用是抑制来自传感器的模拟信号中的高频噪声分量，以防止在采样过程中出现混叠现象。

图3.1 计算机控制系统的典型结构