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目录 1

第一章 引论 1

1—1引言 1

1—2数字控制系统举例 3

第二章 采样过程及其数学描述 8

2—1采样过程和采样脉冲的数学表示 8

2—2理想开关和脉冲序列的数学表示 11

2—3Z变换 16

2—4Z变换的基本定理 26

2—5从Z变换求原函数——Z反变换 32

2—6离散Parseva1定理 39

2—7采样信号复原的条件——采样定理 40

2—8把采样信号恢复到连续信号——采样信号保持器 47

习题 52

第三章 脉冲传递函数 53

3—1基本概念 53

3—2采样系统的开环脉冲传递函数 55

3—3带有零阶保持器时对象的脉冲传递函数 57

3—4采样系统的闭环脉冲传递函数 64

习题 71

4—1数字控制系统的稳态误差 72

第四章 数字控制系统的稳态误差和系统稳定性 72

4—2数字控制系统的稳定条件 75

4—3劳斯稳判据 77

4—4采样系统稳定性的频域分析法 80

习题 83

第五章 数字控制系统的设计（经典方法） 84

5—1引言 84

5—2连续校正网络的等效数字滤波器设计方法 84

5—3在Z平面上用根轨迹法进行设计 90

5—4在W平面上用频域法进行设计 102

习题 109

第六章 实例研究——数字随动系统的设计与实现 111

6—1引言 111

6—2数字随动系统的工作原理和方框图 111

6—3采用滞后－超前校正的数字随动系统 115

6—4采用PID校正的数字随动系统 121

6—5结束语 125

第七章 数字控制系统的状态变量法 127

7—1引言 127

7—2连续系统的状态方程和状态转移方程 127

7—3具有采样和保持的数字系统的状态方程 135

7—4全数字部件数字系统的状态方程 138

7—5数字系统的状态转移方程 139

7—6数字定常系统的转移方程 143

7—7用Z变换求解定常离散状态方程 145

7—8状态方程和传递函数之间的关系 150

7—9线性定常系统的特征方程和特征值 154

7—10计算状态转移矩阵的方法 157

7—11化高阶差分方程为状态方程 166

7—12化传递函数为状态方程——数字系统的分解 169

习题 175

8—1引言 178

第八章 数字控制系统的可控性与可观性 178

8—2可控性的定义及定理 180

8—3可观性定义及定理 185

习题 188

第九章 采用状态空间法设计数字控制系统 190

9—1引言 190

9—2利用状态反馈达到极点配置的数字控制系统的设计方法（一）——单输入情况 191

9—3利用状态反馈达到极点配置的数字控制系统的设计方法（二）——多输入情况 202

9—4同时利用状态反馈和输出动态反馈的数字控制系统的设计方法 206

9—5利用二次型性能指标最优准则的数字控制系统的设计方法 215

习题 226

10—1引言 230

第十章 数字控制系统状态观察器的设计 230

10—2全阶观察器的设计 233

10—3降阶观察器的设计 245

习题 249

第十一章 实例研究——二级倒立摆数字控制器的设计 251

11—1引言 251

11—2离散数学模型的建立 252

11—3可控性和可观性分析 255

11—4控制器的设计 256

11—5采用微处理器实现数字控制器 262

12—1引言 265

第十二章 采用微处理器实时控制时需要考虑的几个问题 265

12—2整量化误差 266

12—3整量化误差在系统输出中的表现 269

12—4系数误差对控制器动态的影响 274

12—5极限环 276

12—6避免极限环的充分条件 279

12—7字长的选择 285

12—8采取微处理器时数字控制器中的时延 289

习题 295

参考资料 295

附录 数字控制系统CAD程序包 296