目录 1
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 控制系统采样化的优点 3
1.3 离散数据系统和数字控制系统的例子 3
参考文献 6
第二章 信号转换和处理 7
2.1 引言 7
2.2 数字信号和编码 8
2.3 数据变换和量化 12
2.4 采样保持装置 14
2.5 数-模（D/A）转换 17
2.6 模-数（A/D）转换 20
2.7 采样过程的数学处理 24
2.8 采样定理 37
2.9 F＊（s）在s平面上的几个性质 37
2.10 采样信号的重建 39
2.11 零阶保持器 41
参考文献 43
习题 44
第三章 z变换 49
3.1 z变换的定义 49
3.2 z变换的计算 50
3.3 s平面与z平面间的映射 53
3.4 z反变换 55
3.5 z变换定理 59
3.6 z变换法的限制 65
3.7 脉冲传递函数 66
3.8 零阶保持器的冲激传递函数以及G（s）和G（z）间关系 68
3.9 采样点间的响应 70
3.10 信号流图法在数字系统中的应用 76
3.11 多率数字系统 87
参考文献 96
习题 98
第四章 状态变量法 106
4.1 引言 106
4.2 连续数据系统的状态方程和状态转移方程 106
4.3 有采样-保持装置的数字系统的状态方程 110
4.5 数字时变系统的状态转移方程 112
4.4 具有全数字元件的数字系统的状态方程 112
4.6 数字定常系统的状态转移方程 114
4.7 数字仿真与逼近 115
4.8 用z变换求解定常离散状态方程 116
4.9 状态方程与传递函数间的关系 118
4.10 特征方程、特征值和特征向量 120
4.11 矩阵A的对角化 125
4.12 若当（Jordan）标准形 127
4.13 计算状态转移矩阵的方法 130
4.14 数字伴随系统 135
4.15 状态方程与高阶差分方程间的关系 136
4.16 变换成相变量标准形 138
4.17 状态图 143
4.18 数字系统的分解 148
4.19 采样数据控制系统的状态图 152
4.20 用状态变量法求采样数据系统在两个采样点间的响应 156
4.21 有多速、跳速和非同步采样的离散时间系统的分析 157
4.22 状态平面分析法 161
参考文献 169
习题 170
5.1 引言 178
第五章 数字控制系统的稳定性 178
5.2 稳定性的定义 179
5.3 数字系统稳定性准则 185
5.4 李雅普诺夫第二方法［2］ 191
参考文献 197
习题 199
6.1 引言 204
6.2 数字仿真-带采样和保持装置的数字仿真 204
第六章 数字仿真和数字再设计 204
6.3 数字仿真-数值积分 207
6.4 采用z型式的数字仿真 212
6.5 数字再设计 216
参考文献 228
习题 229
第七章 时域分析 232
7.1 引言 232
7.2 连续数据和数字控制系统的时域响应比较 233
7.3 时间响应和s平面及z平面上根位置之相互关系 238
最大超调量和暂态响应峰值时间的影响 240
7.4 在z平面上零极点位置对采样数据系统的 240
7.5 数字控制系统的根轨迹图 246
7.6 数字控制系统稳态误差分析 251
参考文献 255
习题 257
第八章 频域分析 265
8.1 引言 265
8.2 奈奎斯特图［1］ 266
8.3 伯德［1］ 273
8.4 增益裕量和相位裕量 274
8.5 增益-相位图和尼柯尔斯图线 276
8.6 带宽的研究 276
8.7 频域曲线的计算机程序 279
参考文献 284
习题 284
第九章 能控性和能观测性 286
9.1 引言 286
9.2 能控性的定义 287
9.3 关于能控性的定理（时变系统） 287
9.4 关于能控性的定理（定常系统） 289
9.5 能观测性的定义 292
9.6 关于能观测性的定理（时变系统） 292
9.7 关于能观测性的定理（定常系统） 293
9.8 能观测性与能控性间的对偶关系 295
9.9 能控性、能观测性与传递函数间的关系 296
9.10 能控性、能观测性与采样周期 298
9.11 例题 298
9.12 能控性的不变性定理 302
参考文献 304
习题 305
第十章 数字控制系统的设计 308
10.1 引言 308
10.2 利用连续数据控制器的级联分解 310
10.3 采用连续数据控制器的反馈校正 319
10.4 数字控制器 322
10.5 用双线性变换法设计带数字控制器的数字控制系统 333
10.6 利用根轨迹图的z平面设计法 338
10.7 数字PID控制器 348
10.8 设计带非周期响应＊的数字控制系统 351
10.9 利用状态反馈的极点配置设计法（单输入） 361
10.10 利用状态反馈的极点配置设计法（多输入） 367
10.11 利用不完全状态反馈或输出反馈的极点配置设计法 369
10.12 用状态反馈和动态输出反馈设计数字控制系统 375
10.13 用动态控制器实现状态反馈 380
参考文献 387
习题 387
第十一章 极大值原理设计法 396
11.1 离散欧拉-拉格朗日方程 396
11.2 离散极大值（极小值）原理 400
11.3 带能量约束的时间最优控制 404
参考文献 408
习题 409
第十二章 最优线性数字调节器设计 411
12.1 引言 411
12.2 线性数字调节器设计（有限时间问题） 412
12.3 线性数字调节器设计（无限时间问题） 416
12.4 最优性原理和动态规划 419
12.5 离散黎卡提方程的解 422
12.6 采样周期灵敏度 429
参考文献 436
习题 437
第十三章 数字化状态观测器 442
13.1 引言 442
13.2 全阶状态观测器的设计 443
13.3 降阶状态观测器的设计 451
参考文献 457
习题 457
14.2 基本的计算机结构………………………… 458
14.1 引言 458
第十四章 微处理器控制 458
14.3 机器语言编程 464
14.4 控制系统的微处理器控制 469
14.5 微处理器控制系统若干限制的影响之一般性讨论 472
14.6 有限字长对能控性和闭环极点配置的影响 472
14.7 以微处理器为基础的控制系统中的延时 476
14.8 量化的影响-量化误差的最小上限 479
参考文献 485
习题 487