Digital control systems

目录
第一章绪论
§1-1 引言
§1-2数字控制系统的建模
一、采样过程
二、系统术语
三、例子
四、一般采样数据系统的变量
五、一般建模
§1-3为什么要使用数字控制
一、优点
二、缺点
§1-4数字控制系统的结构
§1-5控制系统的分析和综合技术
一、时域／频域
二、随机分析
三、辅助手段
四、设计方法
§1-6数字控制的交错学科
§1-7数字控制的发展
§1-8工程控制问题的一般性质
§1-9本书梗概
§1-10小结
第二章计算机系统结构
§2-1引言
§2-2计算机与数
一、数系统
二、数系统的转换
三、基本的计算机算术运算
四、字母数字信息的二进制码
§2-3计算机逻辑和布尔代数
一、逻辑推理
二、逻辑运算和真值表
§2-4计算机结构
一、输入输出装置
二、存储器与信息
三、处理单元（算术-逻辑单元）
四、控制单元
五、操作系统
六、应用程序
§2-5带符号数的表达与算术处理
一、带符号二进制算术数的表达
二、二进制加的算法
三、浮点数的表达
§2-6算法
§2-7软件语言体系
一、汇编语言
二、程序输八器
§ 2-8用于控制的操作系统
§ 2-9语言选择
§ 2-10程序开发
§2-11 小结
第三章线性系统和采样过程
§3-1 引言
§ 3-2线性时不变（LTI）系统
§3-3采样过程（频域分析）
§3-4理想采样器
§3-5香农（Shannon）采样定理
§ 3-6均匀速率采样
§ 3-7线性差分方程的建立与求解：系统模型
§3-8加权序列（采样数据系统）
§3-9数据转换过程
§3-10小结
第四章离散系统建模
§4-1 引言
§4-2 Z变换的定义及求取
§4-3 s域与z域之间的映射
一、基本频带的映射
二、等频线的映射
三、等阻尼系数线的映射
四、等阻尼比线的映射
§4-4 Z变换定理
§4 5 Z反变换Z-1
一、部分分式法
二、幂级数法（长除法）
§4-6局限性
§4-7 系统方程的Z变换
一、开环混合采样数据控制系统
二、开环离散输入数据控制系统
三、闭环采样数据控制系统
§4-8数字计算机的传递函数
§4-9修正Z变换法
、求修正Z变换Zm
二、计算e〔（k—p）T〕
三、修正Z变换定理
§4-10小结
第五章连续时间控制系统的响应特性
§5-1 引言
§5-2二阶系统的响应特性
§5-3高阶系统的响应特性
一、三阶全极点对象的时间响应特性
二、六阶对象的时间响应特性
三、频域和时域之间的关系
四、在频域和时域响应中控制律零、极点的关系
五、第三个实主导根的作用
§5-4级联补偿器的设计过程
§5-5在单位阶跃输入下连续数字控制系统期望控制律的综合
§5-6反馈补偿
§5-7干扰的抑制
§5-8小结
第六章离散控制分析
§6-1 引言
§6-2 z域稳定性
§6-3扩展z-域稳定性分析：朱里（Jury）稳定性检验
§6-4稳定系统的稳态误差分析
一、稳态误差系数公式
二、稳态误差系数的计算
三、稳态误差系数的应用
§6-5根轨迹分析
一、步骤概述
二、负反馈系统根轨迹的作图规则
三、例题
§6-6双线性变换
一、s平面与w平面的关系
二、w平面中的劳斯（Routh）稳定性判据
§6-7 s平面，z平面和w平面时间响应特性的相互关系
§6-8频率响应
§6-9小结
第七章离散变换分析（近似法）
§7-1引言
§7-2折叠或混叠
§7-3 s平面至z平面（或w平面）的变换方法
§7-4 Z变换的映射近似法（或差分方程的数值解）
一、一阶后向差分法
二、塔斯廷（Tustin）变换法
§7-5 伪连续时间（PCT）控制系统
§7-6基本（无补偿）系统的分析
一、PCT控制系统模型
二、采样数据控制系统
§7-7小结
第八章信号转换原理
§8-1引言
§8-2定时的考虑
§8-3转换系统
§8-4一般的数字-模拟（D/A）转换结构
§8-5一般的模拟-数字（A/D）转换结构
一、基本的基准技术
二、数据转换体制
三、信息流结构
四、定时结构
五、比较器的运行
六、数字编码
七、标定
八、混合体制
§8-6模拟-数字系统
一、同步法或闪光法（并联）
二、反馈结构法（串联）
三、计数器法（串联）
四、连续法或跟踪法
五、逐次近似法（串联）
六、特殊的A/D转换方法
§8-7转换器性能的测量
§8-8采样和保持的操作
§8-9多路传输
§8-10集成计算机转换接口
§8-11数字控制系统中的测量
一、温度测量
二、压力测量
三、速率测量
四、位置测量
§8-12输入和输出的编程
一、I/0的硬件结构
二、I/0的编程模式
三、中断I/0装置
§8-13小结
第九章随机过程
§9-1 引言
§9-2基本概率
§9-3随机变量基础
§9-4估算随机变量参数
§9-5随机过程
§9-6随机过程时间平均值
§9-7线性系统对随机信号的响应
§9-8小结
第十章有限字长分析
§10-1 引言
§10 2转换器误差
§10-3算术运算
§10-4补偿器系数表示法
§10-5灵敏度系数
§10-6换算
§10-7仿真
§10-8量化引起的极限循环现象
§10-9小结
第十一章级联补偿
§11-1 引言
§11-2设计方法
一、DIG（数字化）法
二、DIR（直接）法
§11-3葛莱明-吐鲁克塞（Guillemin-Truxal）补偿法（DIG）
§11-4 超前级联补偿（DIG和 DIR）
一、 s平面DIG设计
二、w平面DIG设计
三、z平面DIR设计
四、频率响应特性
§115 滞后和滞后-超前补偿器（DIG和 DIR）
、 滞后补偿
二、 滞后超前补偿
三、 PID控制器
§11-6 应用求均方误差最小值的频域补偿设计
§11-7数字滤波器
§11-8数字控制器的软件
一、 数字控制系统的程序执行
二、 数据输入
三、 滤波器程序（简单二阶滤波器）
四、 数据输出
五、 重要实现的注释
§11-9 非周期响应
§11-10 小结
第十二章 反馈补偿
§12-1 引言
§12-2一般分析
§12-3 DIR法
一、葛莱明-吐鲁克塞法
二、 根轨迹法
§12-4 DIG法
§12-5有害干扰
一、DIG法
二、DIR法
§12-6小结
第十三章数字控制系统软件工程
§13-1引言
§13-2软件品质
§13-3要求分析
一、 数据流图（DFD）
二、DFD的形成
§13-4 软件设计
一、 模块的耦合
二、 模块的内聚
三、设计方法
四、 启发式设计
五、变换分析
六、 事务分析
七、 其它设计方法
§13-5结构程序设计
一、 程序控制结构
二、 结构编程应用
三、 编程风格
§13-6 软件测试
一、 测试方法
二、 调试
§13-7 小结
第十四章 数字控制的实时操作系统
§14-1 引言
§14-2 实时操作系统的要求
§14-3输入输出管理
§14-4 任务调度
§14-5存储管理
§14-6实时操作系统的一些例子
一、 简单实时操作系统
二、 扩展的实时操作系统
三、 有I/O中断的实时操作系统
四、 有辅助存储器的实时操作系统
五、 存储器分区的实时操作系统
六、 其它实时操作系统
§14-7公共资源的存取
§14-8监视计时器
§14-9采样时间的选择
一、单速率采样
二、 多速率采样
§14-10实时操作系统的用户接口
§14-11 小结
第十五章离散状态变量建模
§15-1 引言
§15-2连续数据控制系统状态变量表示法
§15-3采样数据控制系统的时间域状态方程和输出方程
§15-4离散时间单输入单输出系统时间域的状态变量表示法
一、相位变量法
二、规范-变量法
三、物理-变量法
四、 状态转移方程
五、 状态变量表示法小结
§15-5 z域中采样数据控制系统状态变量的表示法
§15-6系统稳定性
§15-7采样间隔之间的时间响应
§15-8状态变量反馈：参数不敏感性
一、 状态反馈连续时间控制系统
二、 状态反馈H等效数字控制系统
三、设计步骤
§15-9 小结
习题
部分习题答案
附录
附录A傅里叶变换
附录B卷积
附录C帕德（Pade）近似法
附录D幂级数
附录E数字和连续控错系统分析与综合的交互式
计算机辅助设计（CAD）程序
附录F PDP—11/LSI—11汇编语言