圖書簡介
本書共分5章，內容包括連續控制回顧、離散時間系統分析、採樣數據系統、基於傳遞函式的數字控制器設計和基於極點配置的數字控制器設計等。
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《數字控制系統分析與設計》是2015年清華大學出版社出版的一本圖書。本書是作者在多年教學工作、工程實踐並結合國內外該領域的教學和技術發展等基礎上形成的一部教材。全書系統地介紹有關數字控制的基本理論、基本分析方法與數字控制器設計技術等。
圖書目錄
第1章引言與連續控制系統回顧
1.1引言
1.1.1數字控制器的套用領域
1.1.2數字控制系統的基本構成與特點
1.2連續控制系統及其動態特性
1.2.1微分方程
1.2.2拉氏變換與傳遞函式
1.2.3反饋控制的基本特性
1.2.4反饋系統的穩定性分析
1.2.5時間域設計指標
1.2.6PID控制
1.3根軌跡設計法
1.3.1s域設計指標
1.3.2根軌跡及其畫圖規則
1.3.3基於根軌跡的控制器設計
1.4頻率回響設計法
1.4.1頻域設計指標
1.4.2基於波特圖的控制器設計
1.5狀態空間設計法
1.5.1極點配置方法
1.5.2狀態觀測器的設計
1.5.3極點配置與觀測器的組合： 調節器的設計
1.5.4參考輸入與積分控制
1.6本章小結
習題1
參考文獻
第2章離散時間系統分析
2.1線性差分方程
2.1.1數位化與差分方程
2.1.2差分方程的求解
2.2z變換與離散傳遞函式
2.2.1z變換及其性質
2.2.2z變換法求解差分方程
2.2.3結構圖描述與分析
2.2.4離散傳遞函式
2.3離散傳遞函式與脈衝回響的關係
2.4BIBO穩定
2.5本章小結
習題2
參考文獻
第3章採樣數據系統
3.1採樣與保持
3.1.1對採樣數據的分析
3.1.2採樣信號的頻譜
3.2信號重構
3.2.1數據外推技術
*3.2.2零階保持對輸出信號的影響
3.3採樣數據系統的結構圖分析
3.4離散模型
3.4.1基於多項式的z變換的離散模型
*3.4.2基於狀態空間表達的離散模型
3.5本章小結
習題3
參考文獻
第4章基於傳遞函式的數字系統分析與數字控制器設計
4.1s平面對z平面的映射
4.2離散系統的穩定性
4.2.1閉環系統的穩定性分析
4.2.2絕對穩定性的檢驗方法
4.2.3相對穩定性的檢驗方法
4.3數字控制器的仿真設計
4.3.1離散等價方法
4.3.2仿真設計及對設計的評價
4.4數字控制器的根軌跡直接設計
4.4.1z域設計指標
4.4.2數字控制器的根軌跡直接設計
4.5數字控制器的頻率回響直接設計
4.5.1離散系統的頻率回響及其特性
4.5.2雙線性變換與頻域設計指標
4.5.3數字控制器的波特圖直接設計
*4.6數字控制器的解析設計
4.7模擬PID控制器的數位化
4.7.1數字PID控制的基本算法
4.7.2數字PID控制器的參數整定
4.7.3數字PID控制的改進算法
4.8數字控制器的實現
4.8.1直接程式實現法
4.8.2串列程式實現法
4.8.3並行程式實現法
4.8.4嵌套程式實現法
4.8.5採樣周期的選擇
4.9本章小結
習題4
參考文獻
第5章基於極點配置與狀態估計的數字控制器設計
5.1離散時間系統的狀態空間分析
5.1.1離散時間系統的狀態空間表達
5.1.2離散時間狀態空間系統的求解
5.1.3脈衝傳遞函式矩陣
5.1.4離散時間狀態空間系統的穩定性
5.2極點配置
5.2.1能控性
5.2.2能觀性
5.2.3採樣周期與能控性和能觀性
5.2.4離散時間狀態空間系統的極點配置
5.3狀態觀測器設計
5.3.1全階觀測器
*5.3.2降階觀測器
5.4帶狀態觀測器的極點配置
5.4.1分離原理
5.4.2控制器特性與系統特性
5.4.3帶狀態觀測器的離散系統極點配置
5.5帶參考輸入的離散系統極點配置
5.6本章小結
習題5
參考文獻
附錄A拉普拉斯變換與z變換表
附錄B本書中用到的部分數學公式
附錄C本書中用到的部分MATLAB指令和部分Simulink模組
附錄D部分習題參考答案
