1、自动控制中,基于时间考虑,控制系统包括时间连续和时间离散两种,对于连续时间控制系统,一般会考虑将其转换为s域进行分析处理;对于离散时间控制系统,则一般考虑将其转换到z域进行分析处理。在这几种空间域中,存在相互转换的关系。下面分别进行分析描述:1 时域时域是对控制系统最直观的描述,不管是连续还是离散控制系统,其结构都可以用时间来进行描述。2 s域s域又称为频域,其对控制系统的分析是纯数学分析,而时域则是对控制系统和控制过程的直观描述。一般将正弦波视为频域中唯一存在的波形(因为时域中的任何波形都可以用正弦波进行合成)注:任何两个频率不同的正弦波都是正交的。如果将两个正弦波相乘并在整个时间轴上求积分
2、,则积分值为零。这说明可以将不同的频率分量相互分离开。3 z域z域是对离散时间系统的描述,其来源于连续系统的拉氏变换,z变换时对采样函数拉氏变换的变形。对连续时间系统进行采样,并对采样信号进行处理的空间域就称为z域。4 域间转换4.1 时域到s域对于时域到s域的转换可以跟踪积分、微分关系进行转换。如,对于系统,可根据积分、微分的对应,直接将其转换为。对于系统的积分,一般都是考虑将积分转换为微分进行处理的。结合拉普拉斯变换,可以对时域到S域进行转换,另外,令,则可以对S域进行频域分析。4.2 时域到z域对于时域到z域的转换可以根据各次时间量的时间次序进行转换。如,对于系统,则可以将其转换为。结合z域的含义,定义,然后结合等比级数求和的方法进行整合。4.3 s域与z域z域可来自于时域,也可来自于s域。设连续函数是可拉氏变换的,且在时,存在,则拉氏变换式可以写为。对于采样信号,存在。对此采样信号进行拉氏变换,则可得:。结合,可以知道:其展开各相中均含有,令,即,则可得:。附录:1 z域、s域分析令,则存在,对进行求和,则得,则当,此无穷级数收敛。因为,所以在级数收敛时,存在条件。2 z变化表