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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 8

1.3计算机控制系统的发展概况及趋势 8

1.4计算机控制理论的发展 11

习题 14

第2章 计算机控制系统的信号特征 15

2.1信息变换原理 15

2.1.1数字控制系统方框图及系统信息 15

2.1.2采样过程及理想采样信号的特征 16

2.1.3采样定理 22

2.2采样信号的恢复与保持器 25

2.2.1理想滤波器 26

2.2.2零阶保持器 27

2.2.3一阶保持器 30

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 41

3.3 Z反变换 49

3.3.1幂级数展开法 50

3.3.2部分分式法 51

3.3.3反演积分法（留数法） 56

习题 59

第4章 计算机控制系统的数学描述及脉冲传递函数 61

4.1 离散系统 61

4.2差分方程 62

4.2.1 线性常系数差分方程 62

4.2.2差分方程求解 63

4.3脉冲传递函数（z传递函数） 68

4.3.1脉冲传递函数的定义 69

4.3.2脉冲传递函数的求取 69

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 72

4.4.1 计算机控制系统脉冲传递函数 72

4.4.2计算机控制系统方框图分析 78

习题 83

第5章 计算机控制系统特性分析 86

5.1 计算机控制系统稳定性分析 86

5.1.1连续系统稳定性及稳定条件 86

5.1.2 s平面与z平面的映射关系 87

5.1.3计算机控制系统的稳定性 88

5.2计算机控制系统的稳定性判定方法 92

5.2.1通过双线性变换进行稳定性分析 92

5.2.2朱里（Jury）稳定性准则 96

5.2.3采样周期对闭环系统稳定性的影响 100

5.3计算机控制系统动态过程 101

5.3.1 闭环离散系统的暂态响应 102

5.3.2修正Z变换 106

5.3.3含有滞后环节的计算机控制系统的输出响应 110

5.3.4利用修正Z变换求采样点之间的信息 112

5.4.1计算机控制系统的稳态误差与稳态误差系数 115

5.4计算机控制系统的稳态误差分析 115

5.4.2计算机控制系统对干扰输入作用的响应 120

习题 122

第6章 计算机控制系统连续域－离散化设计方法 125

6.1连续域－离散化设计的基本原理 126

6.2连续控制器的离散化方法 127

6.2.1后向差分法 128

6.2.2前向差分法 130

6.2.3双线性变换法 132

6.2.4具有频率预畸的双线性变换法 134

6.2.5脉冲响应不变法 138

6.2.6阶跃响应不变法 139

6.2.7匹配零、极点映射法 140

6.3.1典型PID控制 145

6.3数字PID控制器设计 145

6.3.2数字PID控制器参数的整定 152

6.3.3数字PID控制器算法的改进 155

习题 158

第7章 计算机控制系统的直接设计方法 161

7.1最少拍数字控制器设计方法 162

7.1.1控制量初值不加规定的最少拍数字控制器设计 162

7.1.2规定控制量的最少拍数字控制器设计 169

7.2最少拍数字控制器的一般设计方法 173

7.2.1 最少拍有纹波系统确定闭环脉冲传递函数Ф（z）的一般方法 173

7.2.2最少拍无纹波系统设计 179

7.3纯滞后系统数字控制器的设计（Dahlin算法） 183

7.3.1数字控制器D（z）的形式 183

7.3.2振铃现象及其消除 185

7.4施密斯（Smith）预估补偿算法 190

7.3.3具有纯滞后系统数字控制器直接设计的步骤 190

7.5滞后过程的预估控制系统设计 193

习题 197

第8章 数字控制器的实现 199

8.1直接结构法 199

8.1.1直接程序法 199

8.1.2标准程序法 200

8.2间接结构法 202

8.2.1 串联程序法 202

8.2.2并联程序法 203

8.2.3梯形程序法 204

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 208

8.3.1无限脉冲响应数字控制器 208

8.3.3有限脉冲响应数字控制器的实现 209

8.3.2有限脉冲响应数字控制器 209

习题 213

第9章 线性离散系统的离散状态空间分析、设计方法 215

9.1 线性离散系统的离散状态空间分析方法 215

9.1.1 线性离散系统的离散状态空间表达式 215

9.1.2由差分方程导出离散状态空间表达式 216

9.1.3线性离散系统状态方程的求解 222

9.1.4线性离散系统的z传递矩阵 225

9.1.5线性离散系统的z特征方程 227

9.1.6计算机控制系统的离散状态空间表达式 230

9.1.7用离散状态空间法分析系统的稳定性 234

9.2线性系统离散状态空间设计方法 236

9.2.1 离散系统的能控性和能观测性 236

9.2.2离散状态空间有限拍系统设计方法 242

习题 253

参考文献 256