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第1章 计算机控制概述1

1.1计算机控制系统的概念1

1.1.1计算机控制基础1

1.1.2计算机控制系统的基本特点2

1.1.3计算机控制的控制过程3

1.2计算机控制系统的工作方式和组成4

1.2.1计算机控制系统的工作方式4

1.2.2计算机控制系统的组成4

1.2.3导弹计算机控制系统举例5

1.2.4计算机控制系统的控制计算机特点6

1.3计算机控制系统的分类7

1.3.1按功能分类7

1.3.2按控制规律分类10

1.4计算机控制系统的研究内容和基本要求10

1.4.1计算机控制系统的研究内容10

1.4.2计算机控制系统的基本要求11

1.5计算机控制系统的优越性12

习题12

第2章 计算机控制系统的信号14

2.1信号的转换和处理16

2.1.1采样过程及其数学描述16

2.1.2前置滤波22

2.1.3采样信号的复现23

2.1.4后置滤波27

2.1.5信号的数字化过程28

2.2过程通道的组成和功能30

2.2.1模拟量输入通道30

2.2.2模拟量输出通道32

2.2.3数字量输入通道32

2.2.4数字量输出通道33

习题33

第3章 数字程序控制技术34

3.1数字程序控制基础34

3.1.1闭环数字程序控制34

3.1.2开环数字程序控制34

3.2开环数值控制的基本原理35

3.2.1数值控制的基本原理35

3.2.2逐点比较法插补原理36

3.2.3用Matlab实现直线插补计算程序40

3.3步进电机的控制47

3.3.1步进电机的工作原理47

3.3.2步进电机的工作方式48

3.3.3步进电机控制系统原理50

习题50

第4章 计算机控制系统的经典设计及仿真51

4.1连续域—离散化设计51

4.1.1模拟化设计方法51

4.1.2离散化方法53

4.1.3连续域—离散化设计及仿真举例62

4.2数字PID控制器设计及仿真65

4.2.1模拟PID控制器及仿真65

4.2.2数字PID控制算法及仿真73

4.3对标准PID算法的改进83

4.3.1位置式PID算法的积分饱和作用及其抑制83

4.3.2抑制干扰的PID算法96

4.3.3带死区的PID控制算法113

4.4 PID控制器参数选择117

4.4.1采样周期的选择117

4.4.2参数整定方法118

习题130

第5章 PID控制在飞行器姿态控制中的应用132

5.1导弹纵向通道姿态角控制系统组成原理132

5.2导弹弹体小扰动线性化模型132

5.3导弹飞行控制系统数学模型133

5.4导弹纵向通道阻尼回路设计134

5.5导弹纵向通道姿态角控制系统设计仿真举例134

习题137

第6章 计算机控制系统的离散化设计方法及仿真138

6.1 z平面根轨迹设计139

6.1.1s平面和z平面之间的映射关系139

6.1.2系统动态指标和z域零极点的关系145

6.1.3z平面根轨迹的绘制法149

6.1.4计算机控制系统的根轨迹设计方法及仿真151

6.2频率域设计方法158

6.2.1 w变换和w′变换158

6.2.2 w′变换的特性158

6.2.3计算机控制系统的频率域设计方法及仿真162

6.3解析设计法168

6.3.1解析设计法的概念及步骤168

6.3.2最少拍系统设计原则169

6.3.3最少拍有波纹系统设计170

6.3.4最少拍无波纹系统设计188

6.3.5最少拍系统的改进设计——惯性因子法193

6.3.6复杂控制规律——纯滞后对象的控制195

习题210

附录 常见系统的Z变换和广义Z变换212

参考文献213