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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