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目录 1

前言 1

第一章 基础知识 1

1.1 引言 1

1.2 线性非时变离散系统 2

1.3 有限差分运算 5

1.4 z变换 10

1.5 反变换 15

1.6 连续系统的离散化 17

1.7 离散和离散化的线性系统的性质 27

1.8 将离散信号转变为连续的控制信号 31

附录1A 经典的采样理论概述 36

练习 38

第二章 从模拟设计到数字控制设计 41

2.1 简介 41

2.2 模拟设计和补偿网路的离散化 42

2.3 数字滤波器的性质、频率特性及混淆现象 44

2.4 模拟滤波器的离散化方法 50

2.5 各种离散化方法的比较 61

2.6 设计示例 69

附录2A 应用低通滤波器，双线性变换和频率预 73

卷折的滤波器设计 73

练习 74

3.1 简介 75

第三章 数字控制的离散设计 75

3.2 分析设计法 76

3.3 z平面设计法 85

3.4 w平面和w′平面设计法 92

3.5 利用w平面上频率响应的补偿设计法 96

3.6 w和w′平面设计法的例子 105

练习 110

第四章 多变量数字控制、状态空间法 113

4.1 简介 113

4.2 状态空间法，极点配置，观测器设计 114

4.3 观测器设计 124

4.4 根据二次型指标综合的优化控制 134

4.5 有噪音情况下的优化滤波器 137

4.6 模型跟踪法 141

练习 145

第五章 控制算法在微机控制器上机械化 148

5.1 简介 148

5.2 并行、直接、标准和串接结构形式的迭代计算 148

5.3 微型计算机的特性 157

5.4 天线反射器的稳定系统和微机控制器设计示例 162

练习 181

及其生成和表示法 182

6.2 有限字长的二进制运算、数字误差的类型 182

6.1 简介 182

第六章 数字算法误差分析 182

6.3 数字化误差的产生和在系统中的传递 188

6.4 系数误差及其对控制器动态特性的影响 199

6.5 由于数字化、死区、极限环引起的控制 203

器非线性特性 203

6.6 A/D转换器、存储器、运算单元和D/A转换器的字长 212

6.7 设计示例：一个数字自动驾驶仪在微处理机上的实现 216

练习 237

7.1 简介 239

7.2 未取状态和有害频率的前置滤波 239

第七章 采样率的选择 239

7.3 时间响应和对外部噪音的响应与采样 248

率之间的关系 248

7.4 由采样造成的控制粗糙度 253

7.5 响应的保真度和采样率 259

7.6 采样频率的实用选择法 262

练习 264

第八章 设计示例1 265

8.1 简介 265

8.2 模拟电路 265

8.3 系统的离散模型和所需计算机容量的估算 268

8.4 计算系统 275

练习 280

第九章 设计示例2 281

9.1 简介 281

9.2 控制要求 281

9.3 各个子系统的描述 282

9.4 控制器的设计 285

9.5 A/D和D/A转换器的选择 290

9.6 CPU 291

9.7 控制器程序 293

练习 295

A.1 连续目标函数的离散化 296

附录A 优化离散控制，一些计算方法 296

A 2 离散调节器问题的一般表达式 297

A.3 优化调节器的解 298

A.4 用特征向量分解法求解离散黎卡提方程 301

A.5 用特征向量分解法计算稳态最佳滤波器 305

A.6 评价对外部噪音稳态响应的算法 307

附录B 粗糙度函数 309

B.1 粗糙度函数的定义 309

B.2 外部噪音干扰下闭环系统粗糙度函数的平均值 311

附录c z变换和s变换表 313

参考文献 314

索引 316