編輯推薦:　　《數(shù)字控制系統(tǒng)：設(shè)計(jì)、辨識(shí)和實(shí)現(xiàn)》可作為研究生第一學(xué)期系統(tǒng)辨識(shí)和數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的教材，也可作為工程技術(shù)人員、控制科學(xué)與工程學(xué)科專業(yè)人員的自學(xué)教材或參考書。

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前言
第1章連續(xù)控制系統(tǒng)一一一回顧1
1.1連續(xù)時(shí)間模型1
1.1.1時(shí)域1
1.1.2頻域2
1.1.3穩(wěn)定性3
1.1.4時(shí)間響應(yīng)5
1.1.5頻率響應(yīng)6
1.1.6二階系統(tǒng)7
1.1.7時(shí)延系統(tǒng)10
1.1.8非最小相位系統(tǒng)11
1.2閉環(huán)系統(tǒng)12
1.2.1級(jí)聯(lián)系統(tǒng)12
1.2.2閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)12
1.2.3穩(wěn)態(tài)誤差13
1.2.4擾動(dòng)抑制14
1.2.5閉環(huán)系統(tǒng)的頻域分析奈奎斯特圖和穩(wěn)定性判據(jù)15
1.3P1控制器和P1D控制器17
1.3.1P1控制器17
1.3.2P1D控制器17
1.4本章小結(jié)18
參考文獻(xiàn)18
第2章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)19
2.1計(jì)算機(jī)控制簡(jiǎn)介19
2.2離散化和采樣系統(tǒng)概述21
2.2.1離散化和采樣頻率的選擇21
2.2.2控制系統(tǒng)采樣頻率的選擇23
2.3離散時(shí)間模型25
2.3.1時(shí)域模型25
2.3.2頻域模型29
2.3.3線性離散時(shí)間模型的一般形式31
2.3.4離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性33
2.3.5穩(wěn)態(tài)增益34
2.3.6帶有保持器的采樣系統(tǒng)模型35
2.3.7一階時(shí)延系統(tǒng)分析36
2.3.8二階系統(tǒng)分析39
2.4閉環(huán)離散時(shí)間系統(tǒng)41
2.4.1閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)41
2.4.2穩(wěn)態(tài)誤差42
2.4.3擾動(dòng)抑制42
2.5數(shù)字控制器設(shè)計(jì)的基本原則43
2.5.1數(shù)字控制器的結(jié)構(gòu)43
2.5.2數(shù)字控制器的規(guī)范結(jié)構(gòu)45
2.5.3使用P1數(shù)字控制器的控制系統(tǒng)48
2.6閉環(huán)采樣系統(tǒng)的頻域分析49
2.6.1閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性49
2.6.2閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性51
2.7本章小結(jié)60
參考文獻(xiàn)62
第3章 魯棒數(shù)字控制器設(shè)計(jì)方法64
3.1引言64
3.2P1D數(shù)字控制器65
3.2.1第1型數(shù)字P1D控制器結(jié)構(gòu)66
3.2.2第1型數(shù)字P1D控制器的設(shè)計(jì)67
3.2.3第1型數(shù)字P1D控制器示例71
3.2.4第2型數(shù)字P1D控制器75
3.2.5輔助極點(diǎn)的作用77
3.2.6數(shù)字P1D控制器---結(jié)論79
3.3極點(diǎn)配置79
3.3.1結(jié)構(gòu)79
3.3.2選擇閉環(huán)極點(diǎn)P(q-1)80
3.3.3調(diào)節(jié)控制81
3.3.4跟蹤控制84
3.3.5極點(diǎn)配置示例87
3.4獨(dú)立目標(biāo)的跟蹤與調(diào)節(jié)88
3.4.1結(jié)構(gòu)90
3.4.2調(diào)節(jié)控制90
3.4.3跟蹤控制92
3.4.4獨(dú)立目標(biāo)的跟蹤與調(diào)節(jié)示例93
3.5內(nèi)?？刂埔灰灰桓櫯c調(diào)節(jié)96
3.5.1調(diào)節(jié)控制97
3.5.2跟蹤控制98
3.5.3內(nèi)?？刂频囊环N解釋98
3.5.4靈敏度函數(shù)99
3.5.5部分內(nèi)?？刂埔灰灰桓櫯c調(diào)節(jié)100
3.5.6對(duì)象模型具有穩(wěn)定零點(diǎn)時(shí)的內(nèi)?？刂?00
3.5.7時(shí)延系統(tǒng)的控制示例101
3.6基于靈敏度函數(shù)塑形的極點(diǎn)配置105
3.6.1輸出靈敏度函數(shù)的性質(zhì)106
3.6.2輸入靈敏度函數(shù)的性質(zhì)113
3.6.3靈敏度函數(shù)模板的定義114
3.6.4靈敏度函數(shù)的塑形116
3.6.5靈敏度函數(shù)的塑形示例1  118
3.6.6靈敏度函數(shù)的塑形示例2   120
3.7本章小結(jié)122
參考文獻(xiàn)123
第4章 隨機(jī)擾動(dòng)下數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)125
4.1隨機(jī)擾動(dòng)的模型125
4.1.1擾動(dòng)的描述125
4.1.2隨機(jī)擾動(dòng)模型128
4.1.3ARA模型131
4.1.4最優(yōu)預(yù)測(cè)132
4.2最小方差跟蹤與調(diào)節(jié)134
4.2.1示例135
4.2.2一般情況137
4.2.3最小方差跟蹤和調(diào)節(jié)示例14
4.3不穩(wěn)定零點(diǎn)的情況142
4.3.1控制器的設(shè)計(jì)142
4.3.2示例143
4.4廣義最小方差跟蹤和調(diào)節(jié)144
4.5本章小結(jié)145
參考文獻(xiàn)146
第5章 系統(tǒng)辨識(shí)一一一基礎(chǔ)148
5.1系統(tǒng)模型的辨識(shí)原則148
5.2參數(shù)估計(jì)算法152
5.2.1簡(jiǎn)介152
5.2.2梯度算法154
5.2.3最小二乘算法158
5.2.4自適應(yīng)增益的選擇163
5.3選擇系統(tǒng)辨識(shí)的輸入序列166
5.3.1問題描述166
5.3.2偽隨機(jī)二進(jìn)制序列169
5.4隨機(jī)擾動(dòng)對(duì)于參數(shù)估計(jì)的影響172
5.5遞歸辨識(shí)方法的結(jié)構(gòu)174
5.6本章小結(jié)18
參考文獻(xiàn)181
第6章 系統(tǒng)辨識(shí)方法183
6.1基于白化預(yù)測(cè)誤差的辨識(shí)方法——類型I  183
6.1.1遞歸最小二乘法183
6.1.2增廣最小二乘法183
6.1.3遞歸極大似然法185
6.1.4基于增廣預(yù)測(cè)模型的輸出誤差法187
6.1.5廣義最小二乘法188
6.2驗(yàn)證類型I方法辨識(shí)得到的模型189
6.3基于觀測(cè)向量和預(yù)測(cè)誤差的不相關(guān)性的辨識(shí)方法——類型II  191
6.3.1基于輔助模型的輔助變量法192
6.3.2基于固定補(bǔ)償器的輸出誤差法193
6.3.3基于(自適應(yīng))濾波觀測(cè)的輸出誤差法195
6.4驗(yàn)證類型II方法辨識(shí)得到的模型196
6.5模型復(fù)雜度估計(jì)198
6.5.1模型復(fù)雜度估計(jì)示例198
6.5.2理想情況200
6.5.3有噪聲情況201
6.5.4復(fù)雜度估計(jì)指標(biāo)203
6.6本章小結(jié)204
參考文獻(xiàn)205
第7章 系統(tǒng)辨識(shí)的實(shí)踐問題207
7.1輸入/輸出數(shù)據(jù)采集207
7.1.1采集協(xié)議207
7.1.2抗混疊濾波209
7.1.3過采樣209
7.2信號(hào)調(diào)整210
7.2.1消除直流分量210
7.2.2辨識(shí)包含純積分環(huán)節(jié)的對(duì)象211
7.2.3辨識(shí)包含純微分環(huán)節(jié)的對(duì)象211
7.2.4輸入和輸出的縮放211
7.3選擇或估計(jì)模型的復(fù)雜度211
7.4仿真模型的辨識(shí)示例215
7.5辨識(shí)實(shí)例221
7.5.1熱風(fēng)機(jī)221
7.5.2蒸館塔225
7.5.3直流電機(jī)230
7.5.4撓性傳動(dòng)234
7.6本章小結(jié)238
參考文獻(xiàn)238
第8章 數(shù)字控制的實(shí)踐問題239
8.1數(shù)字控制器的實(shí)現(xiàn)239
8.1.1選擇期望性能239
8.1.2計(jì)算時(shí)延的影響241
8.1.3數(shù)一模轉(zhuǎn)換的影響241
8.1.4飽和的影響一一一抗積分飽和裝置242
8.1.5開環(huán)到閉環(huán)的無擾切換245
8.1.6數(shù)字級(jí)聯(lián)控制246
8.1.7控制器的硬件實(shí)現(xiàn)247
8.1.8控制回路的性能度量248
8.1.9自適應(yīng)控制250
8.2熱風(fēng)機(jī)的數(shù)字控制252
8.3直流電機(jī)的速度控制258
8.4直流電機(jī)轉(zhuǎn)軸的位置級(jí)聯(lián)控制261
8.5撓性傳動(dòng)的位置控制268
8.636。柔性機(jī)械臂的控制274
8.7熱浸鍍怦過程中的怦堆積控制279
8.7.1過程描述279
8.7.2過程模型28
8.7.3模型辨識(shí)281
8.7.4控制器設(shè)計(jì)282
8.7.5開環(huán)自適應(yīng)284
8.7.6結(jié)果284
8.8本章小結(jié)286
參考文獻(xiàn)286
第9章 閉環(huán)辨識(shí)288
9.1簡(jiǎn)介288
9.2閉環(huán)輸出誤差辨識(shí)法289
9.2.1原理289
9.2.2CLOE、F-CLOE和F-CLOE方法291
9.2.3擴(kuò)展閉環(huán)輸出誤差293
9.2.4閉環(huán)辨識(shí)含有積分環(huán)節(jié)的系統(tǒng)294
9.2.5閉環(huán)中的模型驗(yàn)證295
9.3閉環(huán)辨識(shí)中的其他方法297
9.4閉環(huán)辨識(shí)仿真示例298
9.5閉環(huán)辨識(shí)和控制器再設(shè)計(jì)301
9.6本章小結(jié)305
參考文獻(xiàn)306
第10章降低控制器的復(fù)雜度307
10.1簡(jiǎn)介307
10.2通過閉環(huán)辨識(shí)估計(jì)降階控制器310
10.2.1閉環(huán)輸入匹配310
10.2.2閉環(huán)輸出匹配312
10.2.3考慮標(biāo)稱控制器的固定部件313
10.2.4多項(xiàng)式T(q-1)的再設(shè)計(jì)313
10.3降階控制器的驗(yàn)證314
10.3.1采用仿真數(shù)據(jù)314
10.3.2采用真實(shí)數(shù)據(jù)314
10.4實(shí)際應(yīng)用315
10.5撓性傳動(dòng)的控制一一一降低控制器復(fù)雜度315
10.6本章小結(jié)319
參考文獻(xiàn)320
附錄A信號(hào)與概率論幾個(gè)結(jié)論的概要回顧321
A.1幾種基本信號(hào)321
A.2之變換322
A.3高斯鐘323
附錄BRST數(shù)字控制器的時(shí)域設(shè)計(jì)325
B.1引言325
B.2離散時(shí)間系統(tǒng)的預(yù)測(cè)器326
B.3單步前向模型預(yù)測(cè)控制329
B.4時(shí)延控制系統(tǒng)的一種闡述331
B.5遠(yuǎn)程模型預(yù)測(cè)控制333
參考文獻(xiàn)336
附錄C狀態(tài)空間的RST控制器設(shè)計(jì)方法338
C.1狀態(tài)空間設(shè)計(jì)338
C.2線性二次型控制343
參考文獻(xiàn)344
附錄D廣義穩(wěn)定裕度和兩個(gè)傳遞函數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)化距離345
D.1廣義穩(wěn)定裕度345
D.2兩個(gè)傳遞函數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)化距離346
D.3魯棒穩(wěn)定條件347
參考文獻(xiàn)347
附錄EYoula-Kucera控制器參數(shù)化349
參考文獻(xiàn)351
附錄E自適應(yīng)增益的更新一一一U-D分解352
參考文獻(xiàn)353
附錄G實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)354
G.1采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)354
G.2數(shù)字P1D控制器355
G.3系統(tǒng)辨識(shí)355
G.4數(shù)字控制357
G.5閉環(huán)辨識(shí)358
G.6控制器降階358
附錄H函數(shù)列表---MATLAB、Scilab和C++359