计算机控制系统

　　第1章 绪 论 1
　　1.1 概述1
　　1.1.1 计算机控制系统1
　　1.1.2 计算机控制系统组成2
　　1.2 计算机控制系统的类型、特点4
　　1.2.1 计算机控制系统的类型4
　　1.2.2 计算机控制系统的主要特点7
　　1.3 计算机控制系统发展概况及趋势8
　　1.4 计算机控制理论的发展 10
　　1.5 本书的安排12
　　习题13
　　第2章计算机控制系统的信号特征 14
　　2.1信息变换原理14
　　2.1.1 数字控制系统方框图及系统信息14
　　2.1.2 采样过程及理想采样信号的特征15
　　2.1.3 采样定理21
　　2.2 采样信号的恢复与保持器24
　　2.2.1 理想滤波器25
　　2.2.2 零阶保持器26
　　2.2.3 一阶保持器29
　　习题33
　　第3章 Z变换 35
　　3.1 Z变换定义35
　　3.1.1 Z变换定义及表达式35
　　3.1.2 简单函数的Z变换37
　　3.2 Z变换的重要性质和定理43
　　3.3 Z反变换52
　　3.3.1 幂级数展开法53
　　3.3.2 部分分式法55
　　3.3.3 反演积分法（留数法）61
　　习题65
　　第4章 计算机控制系统的数学描述及脉冲传递函数68
　　4.1 离散系统68
　　4.2 差分方程69
　　4.2.1 线性常系数差分方程69
　　4.2.2 差分方程求解70
　　4.3 脉冲传递函数76
　　4.3.1 脉冲传递函数的定义76
　　4.3.2 脉冲传递函数的求取77
　　4.4 计算机控制系统脉冲传递函数及系统方框图变换方法80
　　4.4.1 计算机控制系统脉冲传递函数80
　　4.4.2 计算机控制系统方框图分析86
　　习题92
　　第5章 计算机控制系统特性分析95
　　5.1 计算机控制系统稳定性分析95
　　5.1.1 连续系统稳定性及稳定条件95
　　5.1.2 S平面与Z平面的映射关系96
　　5.1.3 计算机控制系统的稳定性97
　　5.2 计算机控制系统的稳定性分析101
　　5.2.1 通过双线性变换进行稳定性分析101
　　5.2.2 朱里（JURY）稳定性准则105
　　5.2.3 采样周期对闭环系统稳定性的影响110
　　5.3 计算机控制系统动态过程112
　　5.3.1 闭环离散系统的暂态响应113
　　5.3.2 修正Z变换117
　　5.3.3 含有滞后环节的计算机控制系统的输出响应121
　　5.3.4 利用修正Z变换求采样点之间的信息123
　　5.4 计算机控制系统的稳态误差分析127
　　5.4.1 计算机控制系统的稳态误差与稳态误差系数127
　　5.4.2 计算机控制系统对干扰输入作用的响应133
　　习题136
　　第6章 计算机控制系统连续域-离散化设计方法139
　　6.1 连续域-离散化设计的基本原理139
　　6.2 连续控制器的离散化方法141
　　6.2.1 后向差分法142
　　6.2.2 前向差分法145
　　6.2.3 双线性变换法146
　　6.2.4 具有频率预畸的双线性变换法148
　　6.2.5 脉冲响应不变法153
　　6.2.6 阶跃响应不变法154
　　6.2.7 匹配零、极点映射法155
　　6.3 数字PID控制器设计160
　　6.3.1 典型PID控制161
　　6.3.2 数字PID控制器参数的整定169
　　6.3.3 PID数字控制器算法的改进172
　　习题175
　　第7章 计算机控制系统的直接设计方法179
　　7.1 最少拍数字控制器设计方法180
　　7.1.1 控制量初值不加规定的最少拍数字控制器设计180
　　7.1.2 规定控制量的最少拍数字控制器设计188
　　7.2 最少拍数字控制器的一般设计方法193
　　7.2.1 最少拍有纹波系统确定闭环脉冲传递函数 的一般方法193
　　7.2.2 最少拍无纹波系统设计200
　　7.3 纯滞后系统数字控制器的设计（Dahlin算法）204
　　7.3.1 数字控制器 的形204
　　7.3.2 振铃现象及其消除206
　　7.3.3 具有纯滞后系统数字控制器直接设计的步骤212
　　7.4 施密斯（Smith）预估补偿算法212
　　7.5 滞后过程的预估控制系统设计215
　　习题218
　　第8章 数字控制器的实现221
　　8.1 直接结构法221
　　8.1.1 直接程序法221
　　8.1.2 标准程序法222
　　8.2 间接结构法224
　　8.2.1 串联程序法224
　　8.2.2 并联程序法225
　　8.2.3 梯形程序法227
　　8.3 无限脉冲响应数字控制器和有限脉冲响应数字控制器231
　　8.3.1 无限脉冲响应数字控制器231
　　8.3.2 有限脉冲响应数字控制器232
　　8.3.3 有限脉冲响应数字控制器的实现232
　　习题237
　　第9章 线性离散系统的离散状态空间分析、设计方法240
　　9.1 线性离散系统的离散状态空间分析法240
　　9.1.1 线性离散系统的离散状态空间表达式240
　　9.1.2 由差分方程导出离散状态空间表达式242
　　9.1.3 线性离散系统状态方程的求解247
　　9.1.4 线性离散系统的Z传递矩阵251
　　9.1.5 线性离散系统的Z特征方程253
　　9.1.6 计算机控制系统的离散状态空间表达式257
　　9.1.7 用离散状态空间法分析系统的稳定性261
　　9.2 线性系统离散状态空间设计264
　　9.2.1 离散系统的能控性和能观性264
　　9.2.2 离散状态空间有限拍系统设计法269
　　习题282
　　参考文献 286

　　    《计算机控制系统》为“教育科学‘十五’国家规划课题研究成果”。从工程的角度出发，系统地介绍计算机控制系统的最基本理论，重点突出，简明易懂。与MATLAB紧密结合。书中的每道例题都经过MATLAB仿真并给出仿真结果，具有严谨性和可信性。全书共9章，分别是：绪论，计算机控制系统的信号特征，Z变换，计算机控制系统的数学描述及脉冲传递函数，计算机控制系统特性分析，计算机控制系统连续域-离散化设计方法，计算机控制系统的直接设计方法，数字控制器的实现，线性离散系统的离散状态空间分析、设计方法。《计算机控制系统》适用于高等院校电气信息类专业，也可供职业技术学院、专科学校、成人高校相关专业学生参考。