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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　计算机控制的主要特点7

1.3　计算机控制的发展概况及趋势8

1.4　计算机控制理论的发展10

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24

2.2.2　零阶保持器26

2.2.3　一阶保持器28

习题32

第3章　z变换33

3.1　z变换定义33

3.1.1　z变换定义及表达式33

3.1.2 简单函数的z变换34

3.2　z变换的重要性质和定理40

3.3　z反变换47

3.3.1 幂级数展开法47

3.3.2　部分分式法49

3.3.3　反演积分法（留数法）54

习题56

第4章　计算机控制系统的数学描述及脉冲传递函数59

4.1　离散系统59

4.2　差分方程60

4.2.1 线性常系数差分方程60

4.2.2　差分方程求解61

4.3　脉冲传递函数（z传递函数）66

4.3.1 脉冲传递函数定义66

4.3.2　脉冲传递函数的求取67

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69

4.4.1 计算机控制系统脉冲传递函数69

4.4.2　计算机控制系统方框图分析75

习题80

第5章 计算机控制系统特性分析83

5.1 计算机控制系统稳定性分析83

5.1.1 连续系统稳定性及稳定条件83

5.1.2 s平面与z平面的映射关系84

5.1.3　计算机控制系统的稳定性85

5.2　计算机控制系统的稳定性判定方法88

5.2.1 通过双线性变换进行稳定性分析88

5.2.2　朱里（Jury）稳定性准则92

5.2.3　采样周期对闭环系统稳定性的影响97

5.3　计算机控制系统动态过程99

5.3.1 闭环离散系统的暂态响应100

5.3.2　修正z变换103

5.3.3　含有滞后环节的计算机控制系统的输出响应107

5.3.4 利用修正z变换求采样点之间的信息109

5.4　计算机控制系统的稳态误差分析112

5.4.1 计算机控制系统的稳态误差与稳态误差常数112

5.4.2　计算机控制系统对干扰输入作用的响应117

习题119

第6章　计算机控制系统连续域-离散化设计方法121

6.1 连续域-离散化设计的基本原理121

6.2　连续控制器的离散化方法123

6.2.1　后向差分法124

6.2.2　前向差分法126

6.2.3　双线性变换法127

6.2.4　具有频率预畸的双线性变换128

6.2.5 脉冲响应不变法132

6.2.6　阶跃响应不变法133

6.2.7 匹配零、极点映射法134

6.3　数字PID控制器设计139

6.3.1　典型PID控制139

6.3.2　数字PID控制器参数的整定146

6.3.3　数字PID控制器算法的改进149

习题153

第7章　计算机控制系统的直接设计方法155

7.1 最少拍数字控制器设计方法156

7.1.1　控制量初值不加规定的最少拍数字控制器设计156

7.1.2　规定控制量的最少拍数字控制器设计162

7.2　最少拍数字控制器的一般设计方法166

7.2.1 最少拍有纹波系统确定闭环脉冲传递函数φ（z）的一般方法166

7.2.2　最少拍无纹波系统设计171

7.3 纯滞后系统数字控制器的设计（Dahlin算法）175

7.3.1 数字控制器D（z）的形式175

7.3.2　振铃现象及其消除177

7.3.3　具有纯滞后系统数字控制器直接设计的步骤181

7.4　施密斯（Smith）预估补偿算法182

7.5　滞后过程的预估控制系统设计185

习题189

第8章　数字控制器的实现192

8.1　直接结构法192

8.1.1 直接程序法192

8.1.2　标准程序法193

8.2　间接结构法195

8.2.1 串联程序法195

8.2.2　并联程序法196

8.2.3　梯形程序法197

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201

8.3.1　无限脉冲响应数字控制器201

8.3.2　有限脉冲响应数字控制器202

8.3.3 有限脉冲响应数字控制器的实现202

习题206

第9章　线性离散系统的离散状态空间分析、设计方法208

9.1 线性离散系统的离散状态空间分析法208

9.1.1 线性离散系统的离散状态空间表达式208

9.1.2 由差分方程导出离散状态空间表达式210

9.1.3 线性离散系统状态方程的求解215

9.1.4 线性离散系统的z传递矩阵218

9.1.5 线性离散系统的z特征方程219

9.1.6　计算机控制系统的离散状态空间表达式222

9.1.7 用离散状态空间法分析系统的稳定性226

9.2　线性系统离散状态空间设计方法228

9.2.1 离散系统的能控性和能观测性228

9.2.2 离散状态空间有限拍系统设计法233

习题244

习题参考答案247

第2章247

第3章248

第4章250

第5章251

第6章251

第7章254

第8章256

第9章258

参考文献261