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1 什么是数字控制 11

1．1 室内温度的控制 11

1．2 远距离操作的机器人手臂 15

1．3 微机控制 18

1．3．1 微机的构成 18

1．3．2 微机的动作 19

1．3．3 A/D转换器和D/A转换器 19

1．4 数字控制 23

本章要点 28

练习题 28

2 控制系统的表示方法 29

2．1 水槽流出液体的控制 29

2．2 水槽系统的方程式 31

2．3 方框图的绘制 34

2．4 用离散时间系统表示水槽系统 38

2．5 离散时间系统的方框图 41

本章要点 45

练习题 45

3 一阶系统的输出 47

3．1 没有输入时离散时间系统的输出 47

3．2 连续时间系统的输出 51

3．2．1 自由响应 51

3．2．2 阶跃状输入的输出 52

3．3 连续时间系统的离散化 55

3．4 有输入时离散化系统的解 58

本章要点 63

练习题 63

4 二阶系统 65

4．1 二阶系统的例子 65

4．2 模拟二阶系统的表示方法 70

4．3 模拟二阶系统的响应 73

4．3．1 自由响应和状态 73

4．3．2 阶跃响应 76

4．4 离散化系统的响应 82

4．4．1 利用欧拉近似的状态方程式的离散化 82

4．4．2 状态 84

4．4．3 自由响应 88

本章要点 90

练习题 90

5 二阶系统的精确离散化 93

5．1 用向量表示状态方程式 93

5．1．1 向量和矩阵 93

5．1．2 行列式和逆矩阵 99

5．1．3 状态方程式 103

5．2 传递函数和状态方程式的关系 104

5．3 状态方程式的解 107

5．4 状态方程式的离散化 110

本章要点 115

练习题 115

6 控制系统的稳定问题 117

6．1 火箭的姿态控制 117

6．2 判断是否稳定的方法 122

6．2．1 连续时间系统 122

6．2．2 离散时间系统 127

6．3 可控制系统 131

6．3．1 可控性 132

6．3．2 可观性 136

6．3．3 控制系统特征值的任意配置 139

本章要点 142

练习题 142

7 控制性能 145

7．1 稳态特性(稳态偏差) 145

7．1．1 用直流伺服电机的回转体运动控制系统 146

7．1．2 与目标值相关的稳态偏差 150

7．1．3 与外扰相关的稳态偏差 156

7．2 过渡特性(速应性和衰减性) 158

7．2．1 二阶系统的场合 158

7．2．2 高阶系统的场合 161

7．2．3 利用模型表示过渡特性 167

7．3 离散时间系统期望的极点范围 168

7．3．1 连续时间系统的极点同离散时间系统极点的对应 168

7．3．2 期望的极点范围 170

本章要点 171

练习题 172

8 采用直流伺服电机的位置控制系统的设计 176

8．1 比例控制 176

8．1．1 控制系统的开环脉冲传递函数 176

8．1．2 用根轨迹法分析过渡特性 177

8．2 具有速度反馈的比例控制 179

8．2．1 开环脉冲传递函数 179

8．2．2 指定极点的设计 180

8．2．3 控制系统的响应 181

8．3 模型随动系统 183

8．3．1 控制系统的规范模型 183

8．3．2 控制对象的模型 184

8．3．3 控制系统的构成 185

8．3．4 控制系统的响应 186

本章要点 189

练习题 189

练习题答案 191

参考文献 201