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第1章 引言1

1.1 概述1

1.2 数字控制系统2

1.3 控制问题3

1.4 卫星模型4

1.5 伺服电动机系统模型5

1.6 温度控制系统8

1.7 单机无穷大电力系统9

1.8 小结11

参考文献11

习题11

第2章 离散时间系统及z变换16

2.1 引言16

2.2 离散时间系统16

2.3 变换法17

2.4 z变换的性质19

2.5 求z变换23

2.6 求解差分方程24

2.7 z反变换26

2.8 仿真图和信号流图31

2.9 状态变量33

2.10 其他状态变量公式39

2.11 传递函数45

2.12 求解状态方程47

2.13 线性时变系统51

2.14 小结51

参考文献52

习题52

第3章 采样与重构59

3.1 引言59

3.2 采样控制系统59

3.3 理想采样器61

3.4 对E＊（s）的估计62

3.5 傅里叶变换结果64

3.6 E＊（s）的性质65

3.7 数据重构67

3.8 小结72

参考文献72

习题73

第4章 开环离散时间系统76

4.1 引言76

4.2 E（z）与E＊（s）的联系76

4.3 脉冲传递函数77

4.4 含数字滤波器的开环系统80

4.5 改进的z变换82

4.6 时间延迟系统84

4.7 异步采样86

4.8 状态变量模型88

4.9 连续时间状态变量回顾89

4.10 离散时间系统的状态方程91

4.11 程序计算94

4.12 小结95

参考文献95

习题95

第5章 闭环系统103

5.1 引言103

5.2 初步概念103

5.3 推导105

5.4 状态变量模型109

5.5 小结115

参考文献115

习题115

第6章 系统的时间响应特性122

6.1 引言122

6.2 系统的时间响应122

6.3 系统特征方程127

6.4 s域到z域的映射128

6.5 稳态精度132

6.6 仿真134

6.7 控制软件137

6.8 小结137

参考文献137

习题137

第7章 稳定性分析143

7.1 引言143

7.2 稳定性143

7.3 双线性变换146

7.4 劳斯-赫尔维茨准则147

7.5 朱里稳定性测试149

7.6 根轨迹151

7.7 奈奎斯特准则154

7.8 伯德图159

7.9 解释频率响应161

7.10 闭环系统的频率响应161

7.11 小结168

参考文献168

习题168

第8章 数字控制器设计175

8.1 引言175

8.2 控制系统特性175

8.3 补偿179

8.4 相位滞后补偿180

8.5 相位超前补偿184

8.6 相位超前设计方法186

8.7 滞后-超前补偿191

8.8 积分滤波器和微分滤波器193

8.9 PID控制器194

8.10 PID控制器设计197

8.11 基于根轨迹的设计202

8.12 小结212

参考文献212

习题212

第9章 极点配置与状态估计219

9.1 引言219

9.2 极点配置219

9.3 状态估计224

9.4 降维观测器232

9.5 实时观测器236

9.6 能控性与能观性239

9.7 具有输入的系统242

9.8 小结245

参考文献245

习题246

第10章 离散时间系统的系统辨识250

10.1 引言250

10.2 静态系统的辨识250

10.3 动态系统的辨识252

10.4 黑箱辨识253

10.5 最小二乘系统辨识257

10.6 部分零极点已知下的传递函数估计261

10.7 递归的最小二乘系统辨识法262

10.8 辨识过程中的现实因素265

10.9 小结266

参考文献266

习题267

第11章 线性二次最优控制270

11.1 引言270

11.2 二次代价函数271

11.3 最优准则272

11.4 线性二次最优控制设计274

11.5 最小值原理279

11.6 最优稳态控制280

11.7 最优状态估计——卡尔曼滤波284

11.8 最小二乘函数的最小化288

11.9 小结289

参考文献289

习题290

第12章 案例研究295

12.1 引言295

12.2 伺服电动机系统295

12.3 人工气候室控制系统300

12.4 飞机着陆系统303

12.5 新生儿供氧系统308

12.6 电力系统模型拓扑辨识316

参考文献320

附录Ⅰ 设计方程321

附录Ⅱ 梅森增益公式322

附录Ⅲ 对E＊（s）的估计325

附录Ⅳ 矩阵328

附录Ⅴ 拉普拉斯变换333

附录Ⅵ z变换表343