劉建昌、關守平、周瑋編著的《計算機控制繫統
(十二五普通高等教育本科國家級規劃教材)》從計算
機控制繫統的信號轉換開始，詳細闡述了計算機控制
繫統的建模、性能分析、控制器設計及控制繫統實現
的理論、方法和實用技術。全書共分10章，具體內容
包括：信號轉換與z變換，計算機控制繫統的數學描
述與性能分析，基於傳遞函數模型的數字控制器兩類
設計方法——模擬化設計方法和直接設計方法，基於
狀態空間模型的極點配置設計方法，先進控制規律的
設計方法，基於網絡的控制繫統分析和控制器設計方
法，以及計算機控制繫統的設計、實現技術和應用實
例。全書理論聯繫實際，注重理論的詳盡和控制方法
的工程化改進，便於讀者理解、掌握和實際應用。
本書可作為高等院校自動化及其相關專業本科生
的教材或參考書，也可供有關教師、科研人員以及工
程技術人員學習參考。

第1章 計算機控制繫統概述
1.1 引言
1.2 計算機控制繫統的基本概念
1.2.1 計算機控制繫統的組成
1.2.2 計算機控制繫統的應用要求
1.2.3 計算機控制繫統的性能指標
1.3 計算機控制繫統的過程通道和總線接口技術
1.3.1 過程通道
1.3.2 總線接口技術
1.4 模擬與數字信號之間的相互轉換
1.4.1 D／A轉換及其誤差
1.4.2 A／D轉換及其誤差
1.5 計算機控制繫統的理論問題
1.5.1 信號變換問題
1.5.2 對像建模與性能分析
1.5.3 控制算法設計
1.5.4 控制繫統實現技術
1.6 計算機控制繫統的基本類型
本章小結
習題與思考題
第2章信號轉換與z變換
2.1 引言
2.2 信號變換原理
2.2.1 計算機控制繫統信號轉換分析
2.2.2 采樣過程及采樣函數的數學表示
2.2.3 采樣函數的頻譜分析及采樣定理
2.2.4 采樣周期T的討論
2.3 采樣信號恢復與保持器
2.4 信號轉換的工程化技術
2.5 z變換
2.5.1 z變換的定義
2.5.2 z變換方法
2.5.3 z變換的基本定理
2.6 z反變換
2.6.1 長除法
2.6.2 部分分式法
2.6.3 留數法
2.7 擴展z變換
2.7.1 擴展2變換定義
2.7.2 幾種典型函數的擴展z變換
本章小結
習題與思考題
第3章 計算機控制繫統數學描述與性能分析
3.1 引言
3.2 線性常繫數差分方程
3.2.1 離散繫統與差分方程
3.2.2 差分方程求解
3.3 脈衝傳遞函數
3.3.1 脈衝傳遞函數的定義
3.3.2 脈衝傳遞函數的推導
3.3.3 離散繫統的框圖分析
3.3.4 計算機控制繫統的脈衝傳遞函數
3.4 計算機控制繫統穩定性分析
3.4.1 離散繫統的穩定性條件
3.4.2 s平面與z平面的映射分析
3.4.3 采樣周期與繫統穩定性關繫
3.5 計算機控制繫統的代數穩定性判據
3.5.1 勞斯穩定性判據
3.5.2 朱利穩定性判據
3.6 計算機控制繫統穩態過程分析
3.6.1 穩態誤差與誤差繫數
3.6.2 繫統類型與穩態誤差
3.6.3 采樣周期對穩態誤差的影響
3.7 計算機控制繫統暫態過程分析
3.7.1 z平面極點分布與暫態響應的關繫
3.7.2 采樣周期對暫態響應的影響
3.8 計算機控制繫統的頻域特性分析
3.8.1 離散繫統的頻域描述
3.8.2 離散繫統頻域穩定性分析
3.8.3 離散繫統伯德圖分析
本章小結
習題與思考題
第4章 數字控制器的模擬化設計方法
4.1 引言
4.2 模擬化設計方法基本原理
4.3 連續控制器的離散化方法
4.3.1 z變換法
4.3.2 差分變換法
4.3.3 雙線性變換法
4.3.4 零極點匹配法
4.4 數字PID控制器
4.4.1 基本數字PID控制算法
4.4.2 數字PID控制算法的工程化改進
4.4.3 數字PID控制器的參數整定
4.5 Smith預估控制
4.5.1 純滯後問題的提出
4.5.2 smith預估控制設計原理
4.5.3 Smith預估控制算法的工程化改進
本章小結
習題與思考題
第5章 數字控制器的直接設計方法
5.1 引言
5.2 直接設計方法基本原理
5.3 *小拍控制器的設計方法
5.3.1 簡單對像*小拍控制器設計
5.3.2 復雜對像*小拍控制器設計
5.4 *小拍控制器的工程化改進
5.4.1 *小拍控制繫統存在的問題
5.4.2 *小拍無紋波控制器的設計
5.4.3 針對輸入信號類型敏感問題的改進
5.4.4 針對模型參數變化敏感問題的改進
5.5 大林算法
5.5.1 大林算法設計原理
5.5.2 振鈴現像及其消除方法
5.6 大林算法工程應用中關鍵參數的選擇
5.6.1 解決振鈴現像中關鍵參數的選擇
5.6.2 解決分數時滯問題中關鍵參數的選擇
5.7 數字控制器的程序實現
5.7.1 直接程序設計法
5.7.2 串聯程序設計法
5.7.3 並行程序設計法
本章小結
習題與思考題
第6章 基於狀態空間模型的極點配置設計方法
6.1 引言
6.2 狀態空間描述的基本概念
6.2.1 繫統動態過程的兩類描述
6.2.2 有關狀態空間描述的基本定義
6.3 離散繫統的狀態空間模型
6.3.1 離散狀態空間模型的建立
6.3.2 離散狀態方程的求解
6.3.3 離散狀態空間模型與z傳遞函數之間的關繫
6.4 繫統的能控性與能觀性
6.4.1 能控性與能觀性的概念
6.4.2 能控性判據與能觀性判據
6.4.3 能控標準型與能觀標準型
6.5 狀態可測時按極點配置設計控制規律
6.6 按極點配置設計觀測器
6.6.1 預報觀測器
6.6.2 現時觀測器
6.6.3 降階觀測器
6.7 狀態不可測時控制器的設計
6.7.1 分離性原理
6.7.2 控制器設計
6.8 隨動繫統的設計
本章小結
習題與思考題
第7章 **控制規律的設計方法
7.1 引言
7.2 線性二次型*優控制器的設計
7.2.1 概述
7.2.2 LQR*優控制器設計
7.2.3 跟蹤繫統設計
7.3 自校正控制器的設計
7.3.1 概述
7.3.2 *小二乘參數辨識算法
7.3.3 自校正控制器設計
7.4 模型預測控制器的設計
7.4.1 概述
7.4.2 預測模型
7.4.3 預測控制算法
7.5 模糊控制器的設計
7.5.1 概述
7.5.2 模糊控制原理
7.5.3 模糊PID控制器設計
本章小結
習題與思考題
第8章 基於網絡的控制技術
8.1 引言
8.2 網絡控制概述
8.2.1 網絡控制繫統基本概念
8.2.2 網絡控制繫統研究內容
8.3 實時控制網絡
8.3.1 控制網絡的基本概念
8.3.2 EtherNet網絡
8.3.3 CAN網絡
8.3.4 ControlNet網絡
8.3.5 Cc_Link網絡
8.4 網絡控制繫統特性分析
8.4.1 網絡控制繫統時延特性
8.4.2 網絡控制繫統的穩定性分析
8.5 網絡控制繫統控制器的設計
8.5.1 PID網絡控制器的設計
8.5.2 極點配置網絡控制器的設計
本章小結
習題與思考題
第9章 計算機控制繫統的設計與實現
9.1 引言
9.2 計算機控制繫統的基本設計原則與方法
9.2.1 設計原則
9.2.2 設計方法
9.3 計算機控制繫統的硬件設計
9.3.1 執行機構與驅動技術
9.3.2 檢測機構與傳感器技術
9.4 計算機控制繫統的軟件設計
9.4.1 控制對像分析
9.4.2 數字控制器的實現問題
9.4.3 信號的數字濾波技術
9.5 數字控制器程序實現的性能分析
9.5.1 計算機控制繫統的數值誤差來源
9.5.2 數字控制器的精度確定原則及保證措施
9.5.3 微分環節的處理措施與工程實現方法
9.5.4 數字控制器誤差及執行時間的檢驗方法
9.5.5 控制算法不同編排結構的優缺點分析
9.6 量化效應與采樣周期誤差分析
9.6.1 A／D轉換的量化誤差與孔徑誤差
9.6.2 采樣周期造成的誤差
9.7 計算機控制繫統的可靠性與抗干擾技術
9.7.1 提高可靠性的措施
9.7.2 干擾的來源及傳播途徑
9.7.3 消除或抑制干擾影響的方法
本章小結
習題與思考題
**0章 計算機控制繫統應用實例
10.1 引言
10.2 電阻爐溫度控制繫統
10.2.1 繫統總體描述
10.2.2 硬件繫統設計
10.2.3 控制繫統設計
10.2.4 繫統軟件設計
10.2.5 繫統的實際控制效果
10.3 伺服運動控制繫統
10.3.1 伺服繫統概述
10.3.2 伺服繫統的工作原理與硬件設計
10.3.3 伺服繫統的控制軟件設計
本章小結
習題與思考題
參考文獻