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编辑推荐

　　《计算机控制系统/全国高等学校自动化专业系列教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材》兼顾计算机控制基本原理和实现技术两大方面的教学要求，并进行了统筹安排。全书综合了计算机控制基本理论、设计方法及实现技术，是一本内容系统完整、经典和现代技术与方法相结合的教材。书中较系统地组织r有关嵌入式系统、可编程控制器、集散式系统、现场总线和网络控制技术等先进计算机控制技术的介绍，将有助于读者对现代计算机控制技术的学习。
　　为了加强理论联系实际和实践能力的培养，《计算机控制系统/全国高等学校自动化专业系列教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材》特别注意论述工程中常用的方法和解释实践中比较关心的问题。此外，各章节还结合具有典型工程背景的实例进行相关内容的论述，大部分例题和习题均有实际应用背景。结合工程实例和配合典型实验系统，书中设置了较多的习题。本书在实施计算机控制系统分析和设计时，充分恰当地使用了现代计算工具MATLAB及Simulink.特别是应用了符号语言工具箱，这将有效地帮助学生完成复杂计算，实现系统的分析和设计。
　　为帮助读者培养分析和解决问题的能力，《计算机控制系统/全国高等学校自动化专业系列教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材》在所附光盘中，对习题中近一半题目给出了详细的参考解答。为方便选用本书作教材的教师从事教学活动，在所附光盘中还提供了一套完整的教学软件。

内容简介

　　《计算机控制系统/全国高等学校自动化专业系列教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材》系统地讲述计算机控制系统基本原理与实现技术问题。全书共10章，分为三部分：（1）计算机控制的基础理论，包括计算机控制概述、系统信号分析、计算机控制系统数学描述、离散系统分析；（2）计算机控制系统设计，包括连续域离散化设计、直接离散域设计（如根轨迹设计、w域设计）和状态空间设计等；（3）计算机控制系统工程实现技术，包括计算机控制系统的构建、工程实现的某些问题（如量化误差分析、采样周期的选取以及抗干扰和可靠性等）、嵌入式系统、可编程控制器、集散控制系统、总线控制系统及控制网络系统。最后一章介绍了三个应用实例。书末附有变换的常用表，全书各章的习题均放在附录中。在所附光盘中，给出《计算机控制系统/全国高等学校自动化专业系列教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材》所涉及的MATI，AB常用指令表和符号语言工具箱、部分习题解答、基于本书内容的教师用电子教案。
　　《计算机控制系统/全国高等学校自动化专业系列教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材》可作为高等学校自动控制（自动化）、电气工程、仪器仪表及机电一体化专业的教材，也可作为研究生教学的基础教材，同时也是有关工程技术人员的有用参考资料。

作者简介

　　高金源，1936年生。北京航空航天大学教授，博士生导师。享受政府特殊津贴。主要学科方向为计算机控制、飞机飞行控制。多年来为本科生及研究生讲授“计算机控制”课程。参编的航空部统编教材《计算机控制系统》获航空部优秀教材二等奖。主编的《计算机控制系统——理论、设计与实现》教材获北京市2004年精品教材称号。2001年完成的“自动化专业本科工程实践能力培养方案”课题获北京市教学成果一等奖。近年来承担了中央电大计算机应用专业“计算机控制技术”课程的教材主编和主讲工作。多年来完成多项重点课题研究工作。作为主要参加者或项目负责人，曾获国家科技进步一等奖及多项航空部科技进步二等奖。
　　
　　夏洁，1963年生。北京航空航天大学副教授，博士。主要学科方向为计算机控制、飞机飞行控制。担任北京航空航天大学本科生及研究生“计算机控制”课程的主讲教师。参加北京市2004年精品教材《计算机控制系统——理论、设计与实现》以及中央电大计算机应用专业“计算机控制技术”课程教材的编写。参与211、教育部985振兴工程教学实验条件建设，构建了计算机控制系统综合性实验平台，指导学生进行微机、单片机、DSP、嵌入式控制等多种计算机控制系统的综合实验。多年来参加并完成了多项重点科研课题的研究。

内页插图

目录

第1章 计算机控制导论
1.1 计算机控制系统概述
1.1.1 计算机控制系统组成
1.1.2 计算机控制系统特点
1.1.3 计算机控制系统优点
1.2 计算机控制系统的发展与应用
1.2.1 计算机控制系统发展概述
1.2.2 计算机控制系统应用与分类
1.3 计算机控制系统的理论与设计问题
1.3.1 计算机控制系统的理论问题
1.3.2 计算机控制系统的设计与实现
本章小结

第2章 计算机控制系统信号分析
2.1 控制系统中信号分类
2.1.1 A/D变换
2.1.2 D/A变换
2.1.3 计算机控制系统中信号的分类
2.2 理想采样过程的数学描述及特性分析
2.2.1 采样过程的描述
2.2.2 理想采样信号的时域描述
2.2.3 理想采样信号的复域描述
2.2.4 理想采样信号的频域描述
2.2.5 采样定理
2.2.6 前置滤波器
2.3 信号的恢复与重构
2.3.1 理想恢复过程
2.3.2 非理想恢复过程
2.3.3 零阶保掎器
2.3.4 后置滤波
2.4 信号的整量化
2.5 计算机控制系统简化结构
本章小结

第3章 计算机控制系统的数学描述
3.1 离散系统的时域描述——差分方程
3.1.1 差分的定义
3.1.2 差分方程
3.1.3 线性常系数差分方程的迭代求解
3.2 z变换
3.2.1 z变换的定义
3.2.2 z变换的基本定理
3.2.3 求z变换及反变换的方法
3.2.4 差分方程的z变换解法
3.3 脉冲传递函数
3.3.1 脉冲传递函数定义
3.3.2 脉冲传递函数特性
3.3.3 差分方程与脉冲传递函数
3.4 离散系统的方块图分析
3.4.1 环节连接的等效变换
3.4.2 闭环反馈系统脉冲传递函数
3.4.3 计算机控制系统的闭环脉冲传递函数
3.4.4 干扰作用时闭环系统的输出
3.5 离散系统的频域描述
3.5.1 离散系统频率特性的定义
3.5.2 离散系统频率特性的计算
3.5.3 离散系统频率特性的特点
3.6 离散系统的状态空间描述
3.6.1 由差分方程建立离散状态方程
3.6.2 由脉冲传递函数建立离散状态方程
3.6.3 计算机控制系统状态方程
3.6.4 离散状态方程求解
3.6.5 脉冲传递函数阵
3.7 应用实例
本章小结

第4章 计算机控制系统分析
第5章 计算机控制系统的经典设计方法
第6章 计算机控制系统状态空间设计
第7章 计算机控制系统组建以及实现技术
第8章 嵌入式系统及可编程控制器
第9章 控制网络系统及网络控制技术
第10章 计算机控制系统设计与应用实例
附录A z变换表
附录B 习题
参考文献

前言/序言

　　计算机在实时控制领域中获得了广泛的应用。在国民经济及国防等各个领域中，采用计算机控制是现代化的重要标志。计算机控制学科涉及计算机控制的基本理论、分析、设计与工程实现等多方面内容。
　　本书是依照“全国高等学校自动化专业系列教材编审委员会”审定的教材大纲编写的。
　　本书兼顾计算机控制基本原理和实现技术两大方面的教学要求。通过本书的学习，读者可在计算机控制基本原理和实现技术方面获得较全面的培养和锻炼。全书除第1章外，其余各章可分为三部分：（1）计算机控制的理论基础（第2～4章）。考虑到这部分内容较为成熟，在前修课的基础上，将简练、系统、深入地讲述一些基础性的内容；（2）计算机控制系统设计（第5～6章）。遵循经典与现代设计方法并重的原则，重点讨论连续离散化设计、离散域根轨迹设计、w域设计和状态空间设计等相关内容；（3）计算机控制系统工程实现技术（第7～10章）。由于计算机硬软件技术发展日新月异，因此，在论述基本工程实现技术的基础上，重点介绍了现代先进计算机控制的实现技术。除第7章介绍一些基本的工程实现技术外，第8～9章分别讨论了嵌入式系统、可编程控制器、集散式系统、现场总线和网络控制等先进控制技术，第10章介绍了3个计算机控制系统实例，以增强读者的感性认识。鉴于自动控制专业学生在微机原理及接口技术等相关课程中对计算机系统硬件已有较系统的学习，本书将不再重复，但在论述计算机控制系统构建及实现技术时，从应用的角度上讨论了相关问题。为了加强教材理论联系实际和实践能力的培养，本书在组织教材的基本内容时，特别注意论述工程中常用的方法和解释实践中比较关心的问题。此外，各章节将结合具有典型工程背景的实例进行相关内容的论述，大部分例题和习题均有各种实际应用背景，并且结合工程实例和配合典型实验系统设置习题作业，使学生在初级阶段就可以从事一些简单系统的设计和实现任务。本书在论述计算机控制系统分析、设计时，充分恰当地使用了现代的计算工具MATLAB及Simulink软件，特别是，应用了其中的符号语言工具箱，将有效地帮助学生完成复杂计算，实现系统的分析和设计。本书书未有2个附录，分别为z变换表和各章的习题。为了帮助读者学习和运用所学知识解决问题的能力，本书给出了较多的习题。随书将附带一张光盘，其中包括本书在分析设计和仿真中涉及到的MATLAB常用指令表、MATLAB软件符号语言工具箱以及本书部分习题的解答。另外还提供基于本书内容的电子教案，以便于选择该教材的教师教学时使用。
　　本书可供自动控制（自动化）专业本科及研究生教学使用，亦可供电气、仪器仪表及机电一体化等专业选用。为了满足学生的自主性、研究性学习要求，调动学生学习的积极性，激发学生的潜能，满足培养优秀生的要求，在组织教材内容时，适量地编入了某些较深入或前沿问题，习题中也包括了一些难度稍大的问题，教学时可以适当选用。对于普通高校自动控制专业本科生，通常可选用第1章及第2～4章的重点内容和第5、6及7、8各章。根据教学大纲及学时要求，亦可放弃第6章及第8章的学习。第9、10章可供教学和优秀生学习参考。
　　学习本书的知识背景是：一般连续控制理论以及微机原理和接口技术的基本知识。
　　本书是在北京航空航天大学计算机控制教学小组近20年教学、编写及使用多本教材所积累的经验并参阅了近年来国内外有关教材的基础上编写的。多年来本学科在计算机控制系统分析、设计和实现技术方面积累了一定的经验，这些经验在相应章节中做了一定的反映，本教材可以看作是北京航空航天大学自动控制系计算机控制教学小组集体编著的。全书由高金源教授与夏洁副教授共同编写。高金源负责编写第1～6章，夏洁负责编写第7～10章。在编写过程中教学小组的张平教授、周锐教授提供了许多章节的原始资料和意见。此外，北京航空航天大学自动控制系扈宏杰副教授等还提供了一些研究实例，在此，特向他们表示衷心的感谢。
　　全书由北京理工大学张宇河教授主审。张宇河教授对全书进行了详细认真的审阅，提出了许多宝贵意见。本书的出版得到了清华大学出版社王一玲女士的大力支持与帮助。在此一并对他们表示衷心的感谢。
　　在编写过程中学习和汲取了部分国内外有关教材的内容，受益匪浅，对此表示谢意。
　　由于编者的知识和经验有限，不妥之处在所难免，期望得到读者的批评指正。
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