目录 1
第一章绪论 1
§1-1 引言 1
§1-2数字控制系统的建模 2
一、采样过程 2
二、系统术语 2
三、例子 3
四、一般采样数据系统的变量 7
五、一般建模 8
§1-3为什么要使用数字控制 9
一、优点 9
二、缺点 10
§1-4数字控制系统的结构 10
§1-5控制系统的分析和综合技术 11
一、时域／频域 11
二、随机分析 12
三、辅助手段 12
§1-6数字控制的交错学科 13
四、设计方法 13
§1-7数字控制的发展 15
§1-8工程控制问题的一般性质 16
§1-9本书梗概 17
§1-10小结 18
第二章计算机系统结构 20
§2-1引言 20
§2-2计算机与数 20
一、数系统 20
二、数系统的转换 22
三、基本的计算机算术运算 25
四、字母数字信息的二进制码 27
§2-3计算机逻辑和布尔代数 29
一、逻辑推理 29
二、逻辑运算和真值表 30
§2-4计算机结构 34
四、控制单元 36
三、处理单元（算术-逻辑单元） 36
二、存储器与信息 36
一、输入输出装置 36
五、操作系统 37
六、应用程序 37
§2-5带符号数的表达与算术处理 37
一、带符号二进制算术数的表达 37
二、二进制加的算法 40
三、浮点数的表达 42
§2-6算法 43
§2-7软件语言体系 45
一、汇编语言 46
二、程序输八器 48
§ 2-8用于控制的操作系统 50
§ 2-9语言选择 50
§ 2-10程序开发 51
§2-11 小结 52
§ 3-2线性时不变（LTI）系统 53
§3-1 引言 53
第三章线性系统和采样过程 53
§3-3采样过程（频域分析） 56
§3-4理想采样器 59
§3-5香农（Shannon）采样定理 64
§ 3-6均匀速率采样 64
§ 3-7线性差分方程的建立与求解：系统模型 65
§3-8加权序列（采样数据系统） 70
§3-9数据转换过程 75
§3-10小结 78
第四章离散系统建模 79
§4-1 引言 79
§4-2 Z变换的定义及求取 79
§4-3 s域与z域之间的映射 86
一、基本频带的映射 87
二、等频线的映射 88
三、等阻尼系数线的映射 88
四、等阻尼比线的映射 89
§4-4 Z变换定理 91
§4 5 Z反变换Z-1 94
一、部分分式法 94
二、幂级数法（长除法） 98
§4-6局限性 99
§4-7 系统方程的Z变换 100
一、开环混合采样数据控制系统 100
二、开环离散输入数据控制系统 104
三、闭环采样数据控制系统 104
§4-8数字计算机的传递函数 107
§4-9修正Z变换法 109
、求修正Z变换Zm 110
二、计算e〔（k—p）T〕 111
三、修正Z变换定理 112
§4-10小结 113
第五章连续时间控制系统的响应特性 114
§5-1 引言 114
§5-2二阶系统的响应特性 116
一、三阶全极点对象的时间响应特性 119
§5-3高阶系统的响应特性 119
二、六阶对象的时间响应特性 120
三、频域和时域之间的关系 121
四、在频域和时域响应中控制律零、极点的关系 122
五、第三个实主导根的作用 125
§5-4级联补偿器的设计过程 126
§5-5在单位阶跃输入下连续数字控制系统期望控制律的综合 129
§5-6反馈补偿 132
§5-7干扰的抑制 132
§5-8小结 139
第六章离散控制分析 140
§6-1 引言 140
§6-2 z域稳定性 141
§6-3扩展z-域稳定性分析：朱里（Jury）稳定性检验 144
§6-4稳定系统的稳态误差分析 146
一、稳态误差系数公式 147
二、稳态误差系数的计算 148
三、稳态误差系数的应用 149
§6-5根轨迹分析 150
一、步骤概述 151
二、负反馈系统根轨迹的作图规则 151
三、例题 152
§6-6双线性变换 157
一、s平面与w平面的关系 158
二、w平面中的劳斯（Routh）稳定性判据 160
§6-7 s平面，z平面和w平面时间响应特性的相互关系 162
§6-8频率响应 165
§6-9小结 170
第七章离散变换分析（近似法） 172
§7-1引言 172
§7-2折叠或混叠 173
§7-3 s平面至z平面（或w平面）的变换方法 174
§7-4 Z变换的映射近似法（或差分方程的数值解） 175
一、一阶后向差分法 175
二、塔斯廷（Tustin）变换法 181
§7-5 伪连续时间（PCT）控制系统 183
§7-6基本（无补偿）系统的分析 185
一、PCT控制系统模型 185
二、采样数据控制系统 186
§7-7小结 188
第八章信号转换原理 189
§8-1引言 189
§8-2定时的考虑 189
§8-3转换系统 190
§8-4一般的数字-模拟（D/A）转换结构 191
§8-5一般的模拟-数字（A/D）转换结构 194
一、基本的基准技术 194
二、数据转换体制 195
三、信息流结构 195
四、定时结构 195
五、比较器的运行 195
六、数字编码 195
七、标定 197
§8-6模拟-数字系统 198
八、混合体制 198
一、同步法或闪光法（并联） 199
二、反馈结构法（串联） 199
三、计数器法（串联） 199
四、连续法或跟踪法 200
五、逐次近似法（串联） 203
六、特殊的A/D转换方法 204
§8-7转换器性能的测量 205
§8-8采样和保持的操作 206
§8-9多路传输 208
§8-10集成计算机转换接口 208
§8-11数字控制系统中的测量 209
一、温度测量 210
二、压力测量 211
三、速率测量 212
四、位置测量 213
§8-12输入和输出的编程 213
二、I/0的编程模式 214
一、I/0的硬件结构 214
三、中断I/0装置 215
§8-13小结 217
第九章随机过程 218
§9-1 引言 218
§9-2基本概率 218
§9-3随机变量基础 220
§9-4估算随机变量参数 225
§9-5随机过程 226
§9-6随机过程时间平均值 229
§9-7线性系统对随机信号的响应 230
§9-8小结 231
第十章有限字长分析 232
§10-1 引言 232
§10 2转换器误差 232
§10-3算术运算 240
§10-4补偿器系数表示法 245
§10-5灵敏度系数 246
§10-6换算 250
§10-7仿真 251
§10-8量化引起的极限循环现象 251
§10-9小结 257
第十一章级联补偿 258
§11-1 引言 258
§11-2设计方法 258
一、DIG（数字化）法 260
二、DIR（直接）法 261
§11-3葛莱明-吐鲁克塞（Guillemin-Truxal）补偿法（DIG） 262
§11-4 超前级联补偿（DIG和 DIR） 265
一、 s平面DIG设计 266
二、w平面DIG设计 268
三、z平面DIR设计 269
四、频率响应特性 270
§115 滞后和滞后-超前补偿器（DIG和 DIR） 272
、 滞后补偿 272
二、 滞后超前补偿 275
三、 PID控制器 276
§11-6 应用求均方误差最小值的频域补偿设计 278
§11-7数字滤波器 280
§11-8数字控制器的软件 285
一、 数字控制系统的程序执行 286
二、 数据输入 289
三、 滤波器程序（简单二阶滤波器） 293
四、 数据输出 293
五、 重要实现的注释 293
§11-9 非周期响应 294
§11-10 小结 295
第十二章 反馈补偿 296
§12-1 引言 296
§12-2一般分析 297
§12-3 DIR法 299
一、葛莱明-吐鲁克塞法 299
二、 根轨迹法 300
§12-4 DIG法 301
一、DIG法 304
§12-5有害干扰 304
二、DIR法 307
§12-6小结 307
第十三章数字控制系统软件工程 309
§13-1引言 309
§13-2软件品质 309
§13-3要求分析 311
一、 数据流图（DFD） 311
二、DFD的形成 313
§13-4 软件设计 316
一、 模块的耦合 317
二、 模块的内聚 320
三、设计方法 322
四、 启发式设计 325
五、变换分析 326
六、 事务分析 329
七、 其它设计方法 330
一、 程序控制结构 331
§13-5结构程序设计 331
二、 结构编程应用 336
三、 编程风格 336
§13-6 软件测试 339
一、 测试方法 340
二、 调试 341
§13-7 小结 342
§14-1 引言 343
第十四章 数字控制的实时操作系统 343
§14-2 实时操作系统的要求 344
§14-3输入输出管理 344
§14-4 任务调度 345
§14-5存储管理 347
§14-6实时操作系统的一些例子 349
一、 简单实时操作系统 349
二、 扩展的实时操作系统 351
三、 有I/O中断的实时操作系统 352
四、 有辅助存储器的实时操作系统 352
五、 存储器分区的实时操作系统 355
§14-7公共资源的存取 356
六、 其它实时操作系统 356
§14-8监视计时器 359
§14-9采样时间的选择 360
一、单速率采样 360
二、 多速率采样 361
§14-10实时操作系统的用户接口 362
§14-11 小结 362
§15-2连续数据控制系统状态变量表示法 364
第十五章离散状态变量建模 364
§15-1 引言 364
§15-3采样数据控制系统的时间域状态方程和输出方程 370
§15-4离散时间单输入单输出系统时间域的状态变量表示法 373
一、相位变量法 373
二、规范-变量法 378
三、物理-变量法 383
四、 状态转移方程 385
五、 状态变量表示法小结 386
§15-5 z域中采样数据控制系统状态变量的表示法 387
§15-6系统稳定性 392
§15-7采样间隔之间的时间响应 395
§15-8状态变量反馈：参数不敏感性 396
一、 状态反馈连续时间控制系统 397
二、 状态反馈H等效数字控制系统 400
三、设计步骤 403
§15-9 小结 405
习题 406
部分习题答案 440
附录 459
附录A傅里叶变换 459
附录B卷积 462
附录C帕德（Pade）近似法 463
附录E数字和连续控错系统分析与综合的交互式 467
计算机辅助设计（CAD）程序 467
附录D幂级数 468
附录F PDP—11/LSI—11汇编语言 472