《数字控制系统》

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