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數位控制系統分析與設計(原書第4版)（簡體書）
- 系列名：國外工業控制與智慧製造叢書
- ISBN13：9787111573562
- 出版社：機械工業出版社
- 作者：(美)查爾斯‧L.菲利普斯
- 裝訂／頁數：平裝／344頁
- 規格：26cm*19cm (高/寬)
- 版次：一版
- 出版日：2017/07/31
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商品簡介
目次
商品簡介
本書是數位控制課程暢銷教材之一，著重於數位和離散時間控制系統的分析與設計，特別介紹了衛星天線跟蹤指向控制系統、機器人控制系統和溫度控制系統等，增加了根軌跡的設計和傅裡葉變換的內容。全書提供400個問題和130個MATLAB程式實例，讓學生體驗和學習更多的技能。本書可作為工科自助化、電腦、電子工程數位控制相關課程的教材，也可供工程師參考。
目次
出版者的話
譯者序
前言
章 引言1
1.1 概述1
1.2 數位控制系統2
1.3 控制問題3
1.4 衛星模型4
1.5 伺服電動機系統模型5
1.6 溫度控制系統8
1.7 單機無窮大電力系統9
1.8 小結11
參考文獻11
習題11
第2章 離散時間系統及z變換16
2.1 引言16
2.2 離散時間系統16
2.3 變換法17
2.4 z變換的性質19
2.5 求z變換23
2.6 求解差分方程24
2.7 z反變換26
2.8 模擬圖和信號流圖31
2.9 狀態變數33
2.10 其他狀態變數公式39
2.11 傳遞函數45
2.12 求解狀態方程47
2.13 線性時變系統51
2.14 小結51
參考文獻52
習題52
第3章 採樣與重構59
3.1 引言59
3.2 採樣控制系統59
3.3 理想采樣器61
3.4 對E(s)的估計62
3.5 傅裡葉變換結果64
3.6 E(s)的性質65
3.7 資料重建67
3.8 小結72
參考文獻72
習題73
第4章 開環離散時間系統76
4.1 引言76
4.2 E(z)與E(s)的聯繫76
4.3 脈衝傳遞函數77
4.4 含數位濾波器的開環系統80
4.5 改進的z變換82
4.6 時間延遲系統84
4.7 非同步採樣86
4.8 狀態變數模型88
4.9 連續時間狀態變數回顧89
4.10 離散時間系統的狀態方程91
4.11 程式計算94
4.12 小結95
參考文獻95
習題95
第5章 閉環系統103
5.1 引言103
5.2 初步概念103
5.3 推導105
5.4 狀態變數模型109
5.5 小結115
參考文獻115
習題115
第6章 系統的時間回應特性122
6.1 引言122
6.2 系統的時間回應122
6.3 系統特徵方程127
6.4 s域到z域的映射128
6.5 穩態精度132
6.6 模擬134
6.7 控制軟體137
6.8 小結137
參考文獻137
習題137
第7章 穩定性分析143
7.1 引言143
7.2 穩定性143
7.3 雙線性變換146
7.4 勞斯赫爾維茨準則147
7.5 朱裡穩定性測試149
7.6 根軌跡151
7.7 奈奎斯特準則154
7.8 伯德圖159
7.9 解釋頻率回應161
7.10 閉環系統的頻率回應161
7.11 小結168
參考文獻168
習題168
第8章 數位控制器設計175
8.1 引言175
8.2 控制系統特性175
8.3 補償179
8.4 相位滯後補償180
8.5 相位超前補償184
8.6 相位超前設計方法186
8.7 滯後超前補償191
8.8 積分濾波器和微分濾波器193
8.9 PID控制器194
8.10 PID控制器設計197
8.11 基於根軌跡的設計202
8.12 小結212
參考文獻212
習題212
第9章 極點配置與狀態估計219
9.1 引言219
9.2 極點配置219
9.3 狀態估計224
9.4 降維觀測器232
9.5 即時觀測器236
9.6 能控性與能觀性239
9.7 具有輸入的系統242
9.8 小結245
參考文獻245
習題246
0章 離散時間系統的系統辨識250
10.1 引言250
10.2 靜態系統的辨識250
10.3 動態系統的辨識252
10.4 黑箱辨識253
10.5 小二乘系統辨識257
10.6 部分零極點已知下的傳遞函數估計261
10.7 遞迴的小二乘系統辨識法262
10.8 辨識過程中的現實因素265
10.9 小結266
參考文獻266
習題267
1章 線性二次優控制270
11.1 引言270
11.2 二次代價函數271
11.3 優準則272
11.4 線性二次優控制設計274
11.5 小值原理279
11.6 優穩態控制280
11.7 優狀態估計——卡爾曼濾波284
11.8 小二乘函數的小化288
11.9 小結289
參考文獻289
習題290
2章 案例研究295
12.1 引言295
12.2 伺服電動機系統295
12.3 人工氣候室控制系統300
12.4 飛機著陸系統303
12.5 新生兒供氧系統308
12.6 電力系統模型拓撲辨識316
參考文獻320
附錄Ⅰ 設計方程321
附錄Ⅱ 梅森增益公式322
附錄Ⅲ 對E*(s)的估計325
附錄Ⅳ 矩陣328
附錄Ⅴ 拉普拉斯變換333
附錄Ⅵ z變換表343
譯者序
前言
章 引言1
1.1 概述1
1.2 數位控制系統2
1.3 控制問題3
1.4 衛星模型4
1.5 伺服電動機系統模型5
1.6 溫度控制系統8
1.7 單機無窮大電力系統9
1.8 小結11
參考文獻11
習題11
第2章 離散時間系統及z變換16
2.1 引言16
2.2 離散時間系統16
2.3 變換法17
2.4 z變換的性質19
2.5 求z變換23
2.6 求解差分方程24
2.7 z反變換26
2.8 模擬圖和信號流圖31
2.9 狀態變數33
2.10 其他狀態變數公式39
2.11 傳遞函數45
2.12 求解狀態方程47
2.13 線性時變系統51
2.14 小結51
參考文獻52
習題52
第3章 採樣與重構59
3.1 引言59
3.2 採樣控制系統59
3.3 理想采樣器61
3.4 對E(s)的估計62
3.5 傅裡葉變換結果64
3.6 E(s)的性質65
3.7 資料重建67
3.8 小結72
參考文獻72
習題73
第4章 開環離散時間系統76
4.1 引言76
4.2 E(z)與E(s)的聯繫76
4.3 脈衝傳遞函數77
4.4 含數位濾波器的開環系統80
4.5 改進的z變換82
4.6 時間延遲系統84
4.7 非同步採樣86
4.8 狀態變數模型88
4.9 連續時間狀態變數回顧89
4.10 離散時間系統的狀態方程91
4.11 程式計算94
4.12 小結95
參考文獻95
習題95
第5章 閉環系統103
5.1 引言103
5.2 初步概念103
5.3 推導105
5.4 狀態變數模型109
5.5 小結115
參考文獻115
習題115
第6章 系統的時間回應特性122
6.1 引言122
6.2 系統的時間回應122
6.3 系統特徵方程127
6.4 s域到z域的映射128
6.5 穩態精度132
6.6 模擬134
6.7 控制軟體137
6.8 小結137
參考文獻137
習題137
第7章 穩定性分析143
7.1 引言143
7.2 穩定性143
7.3 雙線性變換146
7.4 勞斯赫爾維茨準則147
7.5 朱裡穩定性測試149
7.6 根軌跡151
7.7 奈奎斯特準則154
7.8 伯德圖159
7.9 解釋頻率回應161
7.10 閉環系統的頻率回應161
7.11 小結168
參考文獻168
習題168
第8章 數位控制器設計175
8.1 引言175
8.2 控制系統特性175
8.3 補償179
8.4 相位滯後補償180
8.5 相位超前補償184
8.6 相位超前設計方法186
8.7 滯後超前補償191
8.8 積分濾波器和微分濾波器193
8.9 PID控制器194
8.10 PID控制器設計197
8.11 基於根軌跡的設計202
8.12 小結212
參考文獻212
習題212
第9章 極點配置與狀態估計219
9.1 引言219
9.2 極點配置219
9.3 狀態估計224
9.4 降維觀測器232
9.5 即時觀測器236
9.6 能控性與能觀性239
9.7 具有輸入的系統242
9.8 小結245
參考文獻245
習題246
0章 離散時間系統的系統辨識250
10.1 引言250
10.2 靜態系統的辨識250
10.3 動態系統的辨識252
10.4 黑箱辨識253
10.5 小二乘系統辨識257
10.6 部分零極點已知下的傳遞函數估計261
10.7 遞迴的小二乘系統辨識法262
10.8 辨識過程中的現實因素265
10.9 小結266
參考文獻266
習題267
1章 線性二次優控制270
11.1 引言270
11.2 二次代價函數271
11.3 優準則272
11.4 線性二次優控制設計274
11.5 小值原理279
11.6 優穩態控制280
11.7 優狀態估計——卡爾曼濾波284
11.8 小二乘函數的小化288
11.9 小結289
參考文獻289
習題290
2章 案例研究295
12.1 引言295
12.2 伺服電動機系統295
12.3 人工氣候室控制系統300
12.4 飛機著陸系統303
12.5 新生兒供氧系統308
12.6 電力系統模型拓撲辨識316
參考文獻320
附錄Ⅰ 設計方程321
附錄Ⅱ 梅森增益公式322
附錄Ⅲ 對E*(s)的估計325
附錄Ⅳ 矩陣328
附錄Ⅴ 拉普拉斯變換333
附錄Ⅵ z變換表343
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