离散时间控制系统（第二版）

内容简介

    本书全面系统地介绍了离散时间控制系统的基本概念、基础理论及分析和设计方法，是通过状态空间法和多项式方程法对带有阶观测器的极点配置设计进行了深入详细的分析。书中着重于对概念的描述与释义，对数学公式的详细证明进行了必要的简化，更贴近实际应用。本书还结合MATLAB对离散时间控制系统的分析与设计进行研究，提供了大量的MATLAB计算实例。另外，每章后都安排了大量的例题和习题，便于读者掌握书中内容。

目录

第1章   离散时间控制系统绪论        <br>
  1. 1   引言   <br>
  1．2   数字控制系统<br>
  1．3   量化和量化误差<br>
  1．4   数据采集、转换和分配系统<br>
  1．5   小结    <br>
第2章  z变换<br>
  2.1   引言<br>
  2．2   z变换<br>
  2．3   初等函数的z变换 <br>
  2.4   z变换的重要性质和定理<br>
  2.5   z反变换    <br>
  2.6   利用z变换法解差分方程<br>
  2. 7   小结    <br>
  例题与解答   <br>
  习题    <br>
第3章   离散时间控制系统的z平面分析<br>
  3.1   引言    <br>
  3.2   冲激采样和数据保持<br>
  3.3   求解z变换的卷积积分法<br>
  3.4   由采样信号还原连续信号<br>
  3.5   脉冲传递函数    <br>
  3.6   数字控制器与数字滤波器的实现<br>
  例题与解答    <br>
  习题    <br>
第4章   离散时间控制系统的传统设计方法  <br>
  4.1   引言    <br>
  4.2   s平面到z平面的映射 <br>
  4.3   z平面内闭环系统的稳定性分析<br>
  4.4   暂态和稳态响应分析    <br>
  4.5   根轨迹设计法    <br>
  4.6   频率响应设计法<br>
  4.7   解析设计法    <br>
  例题与解答    <br>
  习题    <br>
第5章   状态空间分析<br>
  5.1   引言    <br>
  5.2   离散时间系统的状态空间表示法<br>
  5.3   离散时间状态空间方程的求解<br>
  5.4   脉冲传递函数矩阵    <br>
  5.5   连续时间状态空间方程的离散化<br>
  5.6   李雅普诺夫稳定性分析 <br>
  例题与解答 <br>
  习题    <br>
第6章   极点配置和观测器设计<br>
  6.1   引言   <br>
  6.2   可控性    <br>
  6.3   可观测性    <br>
  6.4   状态空间分析和设计中的有用变换 <br>
  6.5   极点配置设计<br>
  6.6   状态观测器<br>
  6.7   伺服系统<br>
  例题与

摘要与插图

译者序
离散时间控制系统是研究数字控制的必学课程，尾形克彦所著的 《离散时间控制系统》是国外高校控制和电气工程等专业的优先选用教材。作者的《离散时间控制系统》（1987年1月出版）曾于1990年由我国学者刘君华等人翻译，西安交通大学出版社出版。
第一版发行之初，采用数字计算机的离散控制系统才刚刚开始应用，而今天随着处理器和计算机技术水平的突飞猛进，离散时间控制系统已经得到了全面发展，几乎所有的控制功能都已实现数字化和嵌入式应用。作者适时推出了《离散时间控制系统（第二版）》，保留了原来通俗易懂的写作风格，还将成果引入本书，进行了较大修改和重新编排。此次《离散时间控制系统（第二版）》中文版权经电子工业出版社引进，由我们翻译后以飨读者。
本书系统全面地介绍了离散时间控制系统的基本概念、基础理论以及分析和设计方法。在写作上兼顾了具备不同基础的读者，内容编排切合读者理解的需要，由浅入深、清晰流畅、循序渐进。为便于读者掌握书中内容，每章后面特意安排了大量的例题和习题，将MATLAB仿真技术与具体问题紧密结合，给出计算结果和响应曲线，这是本书的一大特点。
本书可作为自动控制或自动化专业四年制本科教学用书，也适合作为控制领域的自学用书，适合于从事计算机控制系统设计的工程技术人员。读者在学习本书之前，应掌握经典控制和现代控制理论的基本知识。书中对枯燥冗长的数学推导进行了简化，着重于对概念的讲解，更加贴近于实际应用。本书的上述特点，也同样适合作为研究生或更高层次研究人员的参考书。
本书第1章、第2章、第4章、第6章和附录由蔡涛翻译，其余章节由张娟翻译。陈杰教授对于译稿提出了许多珍贵意见，在此表示衷心感谢。书中专业术语和外国人名的翻译主要参考全国自然科学名词审定委员会1990年公布的《自动化名词》、中国大百科全书出版社1991年出版的《中国大百科全书——自动控制与系统工程卷》以及高等教育出版社1979年出版的《数学手册》。由于译者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，恳请读者批评和指正。
译者
2014年5月
前  言
    本书全面介绍了离散时间控制系统的分析和设计方法，可作为高等院校理工科四年级本科生和一年级研究生的离散时间控制系统或计算机控制系统课程的教材。
    此次再版对原有内容进行了增删修改，第二版著的特点是大大丰富了利用
阶观测器进行极点配置设计的内容，分别在第6章和第7章介绍了状态空间方法和多项式方程法。
    为便于读者学习，本书包含了为理解各个主题所需的全部内容。例如，在介绍极点配置和观测器设计时，包含了定理的证明和重要公式的推导步骤。
    本书详细介绍了控制系统设计的基础理论。读者理解这些背景知识后，就可以利用
MATLAB来求解涉及多种向量-矩阵运算的数值解。这里假定读者已熟悉本人的另一本书的内容(书名为Solving Control Engineering Problems with MATLAB)，或者学习过其他书中的相同内容。   
    本书的读者需要先修控制系统导论、常微分方程等课程，并且熟悉MATLAB计算。对于没有MATLAB基础的读者，也可与本书同步学习如何利用MATLAB进行计算。
    由于本书着眼于工程技术人员，所以书中着重介绍相关的基本概念，避免高深的数
学讨论，并按照离散时间控制系统理论循序渐进展开。
    本书内容分为8章，另有3个附录。全书内容概括如下：
    第1章是离散时间控制系统绪论；第2章讲述在离散