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第一章 导言1

1.1 采样，采样控制器1

1.2 采样系统3

1.3 采样控制回路的设计问题6

习题8

第二章 连续系统9

2.1 建模，线性化9

2.2 状态空间的基12

2.3 系统性质12

2.3.1 特征值，稳定性12

2.3.2 传递函数13

2.3.3 可控性15

2.3.4 可控特征值16

2.3.5 可控性矩阵中的线性相关性18

2.3.6 可观测性19

2.3.7 典范分解，零极点相消20

2.4 微分方程的解22

2.4.1 转移矩阵的计算22

2.4.2 脉冲响应和阶跃响应23

2.5 性能指标24

2.5.1 稳态响应，积分控制器24

2.5.2 过渡过程，特征值的位置25

2.6 极点移动28

2.6.1 闭环特征值28

2.6.2 系统参数、反馈增益和特征值之间的关系34

2.6.3 固定的特征值和固定的增益35

2.6.4 根轨迹38

习题40

3.1 受控对象的离散化41

第三章 采样系统的建模和分析41

3.2 差分方程的特征值和解44

3.3 z传递函数48

3.4 离散控制器和控制回路54

3.4.1 用z传递函数的描述方法54

3.4.2 用系数比较法配置极点55

3.4.3 积分控制器57

3.4.4 控制器和控制回路的状态描述59

3.5 z平面上的根轨迹和极点规范61

3.6 时域中的解和性能指标63

3.6.1 向量差分方程的递归计算63

3.6.2 z逆变换的数值解64

3.7 采样时刻之间的状态69

3.8 时滞系统73

3.9.1 频率响应的确定77

3.9 频率响应法77

3.9.2 Nyquist判据79

3.9.3 绝对稳定性，Zypkin判据和圆判据83

3.9.4 其它的图解频率响应法85

3.10 一些专门的采样问题86

习题92

第四章 可控性，采样周期的选择和极点配置94

4.1 可控性和可达性94

4.2 输入受约束时的可控性区域97

4.3 采样周期的选择99

4.3.1 可控性的考虑99

4.3.2 带宽的考虑及抗假频滤波器104

4.4 极点配置105

习题108

5.1 可观测性和可重构性109

第五章 可观测性和观测器109

5.2 n阶观测器112

5.3 降阶观测器116

5.4 观测器极点的选择118

5.5 扰动观测器121

习题123

第六章 控制回路综合124

6.1 设计方法124

6.2 控制器结构127

6.2.1 反馈，前置滤波器和扰动补偿127

6.2.2 离散和连续补偿129

6.3 分离定理132

6.4 状态变量线性组合的构成134

6.5 用多项式方程的综合135

6.6 零极点对消140

6.7 闭环传递函数和前置滤波器141

6.8 扰动补偿145

习题148

附录A 典范型和矩阵理论的重要结果150

A.1 线性变换150

A.2 对角型和Jordan型151

A.3 控制典范型163

A.3.1 可控性典范型163

A.3.2 反馈典范型164

A.4 观测典范型166

A.4.1 可观测性典范型166

A.4.2 观测器典范型169

A.5 传感器坐标系171

A.6 矩阵理论的重要结果171

A.6.1 记号171

A.6.3 矩阵的行列式172

A.6.2 向量运算172

A.6.4 矩阵的迹173

A.6.5 矩阵的秩173

A.6.6 逆矩阵174

A.6.7 矩阵的特征值174

A.6.8 矩阵的预解式175

A.6.9 （A,b）的轨道和可控性176

A.6.10 特征值配置176

A.6.11 矩阵函数177

附录B z变换179

B.1 符号与前提179

B.2 线性性质181

B.3 右移定理181

B.4 左移定理181

B.6 微分定理182

B.5 阻尼定理182

B.7 初值定理183

B.8 终值定理183

B.9 z逆变换184

B.10 实卷积定理186

B.11 复卷积定理，Parseval公式187

B.12 采样信号在时域和频域中的其它表示法188

B.13 Laplace变换和z变换表189

附录C 稳定性判据191

C.1 双线性变换为Hurwitz问题191

C.2 Schur-Cohn判据和它的简化形式192

C.3 稳定性必要条件196

C.4 稳定性充分条件197

参考文献198

索引214