本书共分5章，内容包括连续控制回顾、离散时间系统分析、採样数据系统、基于传递函式的数字控制器设计和基于极点配置的数字控制器设计等。

《数字控制系统分析与设计》是2015年清华大学出版社出版的一本图书。本书是作者在多年教学工作、工程实践并结合国内外该领域的教学和技术发展等基础上形成的一部教材。全书系统地介绍有关数字控制的基本理论、基本分析方法与数字控制器设计技术等。

第1章引言与连续控制系统回顾

1.1引言

1.1.1数字控制器的套用领域

1.1.2数字控制系统的基本构成与特点

1.2连续控制系统及其动态特性

1.2.1微分方程

1.2.2拉氏变换与传递函式

1.2.3反馈控制的基本特性

1.2.4反馈系统的稳定性分析

1.2.5时间域设计指标

1.2.6PID控制

1.3根轨迹设计法

1.3.1s域设计指标

1.3.2根轨迹及其画图规则

1.3.3基于根轨迹的控制器设计

1.4频率回响设计法

1.4.1频域设计指标

1.4.2基于波特图的控制器设计

1.5状态空间设计法

1.5.1极点配置方法

1.5.2状态观测器的设计

1.5.3极点配置与观测器的组合： 调节器的设计

1.5.4参考输入与积分控制

1.6本章小结

习题1

参考文献

第2章离散时间系统分析

2.1线性差分方程

2.1.1数位化与差分方程

2.1.2差分方程的求解

2.2z变换与离散传递函式

2.2.1z变换及其性质

2.2.2z变换法求解差分方程

2.2.3结构图描述与分析

2.2.4离散传递函式

2.3离散传递函式与脉冲回响的关係

2.4BIBO稳定

2.5本章小结

习题2

参考文献

第3章採样数据系统

3.1採样与保持

3.1.1对採样数据的分析

3.1.2採样信号的频谱

3.2信号重构

3.2.1数据外推技术

*3.2.2零阶保持对输出信号的影响

3.3採样数据系统的结构图分析

3.4离散模型

3.4.1基于多项式的z变换的离散模型

*3.4.2基于状态空间表达的离散模型

3.5本章小结

习题3

参考文献

第4章基于传递函式的数字系统分析与数字控制器设计

4.1s平面对z平面的映射

4.2离散系统的稳定性

4.2.1闭环系统的稳定性分析

4.2.2绝对稳定性的检验方法

4.2.3相对稳定性的检验方法

4.3数字控制器的仿真设计

4.3.1离散等价方法

4.3.2仿真设计及对设计的评价

4.4数字控制器的根轨迹直接设计

4.4.1z域设计指标

4.4.2数字控制器的根轨迹直接设计

4.5数字控制器的频率回响直接设计

4.5.1离散系统的频率回响及其特性

4.5.2双线性变换与频域设计指标

4.5.3数字控制器的波特图直接设计

*4.6数字控制器的解析设计

4.7模拟PID控制器的数位化

4.7.1数字PID控制的基本算法

4.7.2数字PID控制器的参数整定

4.7.3数字PID控制的改进算法

4.8数字控制器的实现

4.8.1直接程式实现法

4.8.2串列程式实现法

4.8.3并行程式实现法

4.8.4嵌套程式实现法

4.8.5採样周期的选择

4.9本章小结

习题4

参考文献

第5章基于极点配置与状态估计的数字控制器设计

5.1离散时间系统的状态空间分析

5.1.1离散时间系统的状态空间表达

5.1.2离散时间状态空间系统的求解

5.1.3脉冲传递函式矩阵

5.1.4离散时间状态空间系统的稳定性

5.2极点配置

5.2.1能控性

5.2.2能观性

5.2.3採样周期与能控性和能观性

5.2.4离散时间状态空间系统的极点配置

5.3状态观测器设计

5.3.1全阶观测器

*5.3.2降阶观测器

5.4带状态观测器的极点配置

5.4.1分离原理

5.4.2控制器特性与系统特性

5.4.3带状态观测器的离散系统极点配置

5.5带参考输入的离散系统极点配置

5.6本章小结

习题5

参考文献

附录A拉普拉斯变换与z变换表

附录B本书中用到的部分数学公式

附录C本书中用到的部分MATLAB指令和部分Simulink模组

附录D部分习题参考答案