鉴于计算机控制系统的特殊性,本书简要介绍了计算机控制系统的基本内容,主要包括异质信号变换、被控对象建模、系统性能分析和控制算法设计等。全书共5章,具体内容包括:计算机控制系统的特点和基本类型介绍,异质信号的变换及过程分析,计算机控制系统数学模型的描述和定义, 计算机控制系统的性能分析,计算机控制系统的经典设计和直接设计方法及实现。全书以理论分析为基础,对于重要知识点进行了标注,便于读者理解和掌握,同时以应用实例分析贯穿全书,加深读者特别是在校大学生对知识的理解,完成理论到实践的过渡。

前言 第1章计算机控制系统导论 1.1计算机控制系统概述 1.1.1计算机控制系统的组成 1.1.2计算机控制系统的特点 1.1.3计算机控制系统的优势 1.2计算机控制系统的发展与应用 1.2.1计算机控制系统的发展 1.2.2计算机控制系统的应用 1.3计算机控制系统的基本类型 1.3.1操作指导系统 1.3.2直接数字控制系统 1.3.3监督计算机控制系统 1.3.4集中控制系统 1.3.5集散控制系统 1.3.6现场总线控制系统 1.3.7网络控制系统 1.4计算机控制系统的基本内容 1.4.1异质信号变换 1.4.2被控对象建模 1.4.3系统性能分析 1.4.4控制算法设计 【本章小结】 本章习题 第2章计算机控制系统信号分析 2.1计算机控制系统中的信号分类 2.1.1信号类型 2.1.2A/D转换 2.1.3D/A转换 2.1.4信号的分类 2.2采样过程的数学描述及特性分析 2.2.1采样过程的一般描述 2.2.2采样开关的数学描述 2.2.3理想采样信号的时域描述 2.2.4理想采样信号的复域描述 2.2.5理想采样信号的频域描述 2.2.6采样定理 2.2.7前置滤波器 2.3信号的恢复和重构 2.3.1信号的理想恢复过程 2.3.2信号的非理想恢复过程 2.3.3零阶保持器 2.3.4后置滤波器 2.4信号的量化 【本章小结】 本章习题 第3章计算机控制系统的数学描述 3.1Z变换 3.1.1Z变换的定义 3.1.2求Z变换的方法 3.1.3Z变换的基本定理 3.1.4Z反变换 3.1.5Z变换法研究系统性能时需 注意的两个问题 3.2差分方程 3.2.1差分方程的一般形式 3.2.2线性常系数差分方程的迭代 解法 3.2.3差分方程的Z变换解法 3.3脉冲传递函数 3.3.1脉冲传递函数的定义 3.3.2差分方程与脉冲传递函数 3.3.3开环脉冲传递函数 3.3.4闭环系统的脉冲传递函数 3.3.5有干扰作用时闭环系统的输出 3.4系统的频域分析 3.4.1离散系统频率特性定义 3.4.2离散系统频率特性的计算 3.4.3离散系统频率特性的特点 【本章小结】 本章习题 第4章计算机控制系统分析 4.1s平面与z平面的映射分析 4.1.1s平面与z平面的基本映射关系 4.1.2s平面上等值线在z平面的映射 4.2计算机控制系统的稳定性分析 4.2.1计算机控制系统的稳定条件 4.2.2计算机控制系统稳定性的判断 4.2.3采样周期对计算机控制系统 稳定性的影响 4.3计算机控制系统稳态误差分析 4.3.1计算机控制系统稳态误差的 定义 4.3.2线性定常计算机控制系统稳态 误差的计算 4.3.3采样周期对稳态误差的影响 4.4计算机控制系统的时域特性分析 4.4.1计算机控制系统动态特性指标 4.4.2系统闭环极点分布与时间响应 关系 4.5计算机控制系统的频域特性分析 4.5.1极坐标法 4.5.2对数频率特性法 【本章小结】 本章习题 第5章计算机控制系统的经典设计 方法 5.1连续域-离散化设计原理与步骤 5.1.1设计原理 5.1.2设计步骤 5.2各种离散化方法及特性 5.2.1一阶向后差分法 5.2.2一阶向前差分法 5.2.3双线性变换法(Tustin变换法) 5.2.4修正双线性变换 5.2.5零极点匹配法 5.2.6其他离散化方法 5.2.7连续域-离散化方法小结 5.3应用举例 5.4数字PID控制器设计 5.4.1数字PID基本算法 5.4.2数字PID控制算法改进 5.4.3PID调节参数的整定 【本章小结】 本章习题 第6章计算机控制系统直接设计 方法 6.1z平面根轨迹设计 6.1.1z平面根轨迹设计的时域性能 指标要求 6.1.2z平面根轨迹 6.1.3z平面根轨迹设计方法 6.2ω′变换及频率域设计 6.2.1频域性能指标要求 6.2.2ω′变换 6.2.3ω′变换频率响应设计法 6.3解析法直接设计基本原理 6.4少拍控制器设计 6.4.1简单对象的基本少拍控制器 设计 6.4.2复杂对象的少拍控制器设计 6.4.3少拍无纹波控制器设计 6.5大林算法 6.5.1大林算法的基本形式 6.5.2振铃现象及其消除方法 6.6数字控制器D(z)的程序实现 6.6.1直接程序设计法 6.6.2串联程序设计法 6.6.3并联程序设计法 【本章小结】 本章习题 第7章计算机控制系统设计 与应用案例 7.1计算机控制系统设计的一般原则 和步骤 7.1.1系统设计的原则 7.1.2系统设计的步骤 7.2计算机控制系统应用案例 7.2.1电阻炉温度控制系统 7.2.2伺服控制系统 【本章小结】 本章习题 附录Z变换表 参考文献