《計算機控制基礎（第3版）》是由李嗣福等編著，中國科學技術大學出版社於2014年出版的“十二五”國家重點圖書出版規劃項目教材、中國科學技術大學精品教材。該教材可作為高等學校自動化和電子技術及相關專業的本科生、研究生教材，也可供有關科技人員和教師參考。
該教材共8章，由計算機控制系統概述、信號轉換與Z變換、計算機控制系統數學描述、計算機控制系統特性分析、計算機控制系統基於輸入輸出模型設計法、計算機控制系統的狀態空間設計法、模型預測控制算法及設計、計算機控制系統的工程實現組成。
基本介紹
- 書名：計算機控制基礎（第3版）
- 作者：李嗣福等
- ISBN：978-7-312-03550-0
- 類別：中國科學技術大學精品教材
- 頁數：413頁
- 出版社：中國科學技術大學出版社
- 出版時間：2014年7月
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
- 字數：654千字
- CIP核字號：2014145023
成書過程,內容簡介,教材目錄,
成書過程
該教材在2012年被中國科學技術大學列入年度精品教材出版項目，為此加強教材建設，並結合前兩版的基礎上修訂而成。
原教材第8章的內容相對陳舊過時，故著重對第8章的內容作了修改。將其中8.1節改為計算機控制系統工程實現的步驟及其任務；將其8.2節改為重點講述單機集中式和多機分散式（即集散系統）計算機控制系統的結構及其特點；在其8.3節軟體實現中，增加了控制算法的實現和減少線上計算產生時延的方法；將其8.4節硬體實現改為著重系統講述單機集中式計算機控制系統的主要部件的結構及其技術要求以及設計選擇的準則和依據。除此之外，對第1章也作了少量修改，在1.1節末，增加了一段關於計算機控制系統中的各種信號的說明；同時在其中增加了1.3節有關計算機控制系統分析設計理論的簡要介紹。其餘各章均未作改動，僅個別地方因敘述不清或不夠嚴謹，重新作了一些修改或補充說明。
該教材在修訂工作中，得到中國科學技術大學自動化系薛美盛老師的支持和幫助。
2014年7月，《計算機控制基礎（第3版）》由中國科學技術大學出版社出版。
內容簡介
《計算機控制基礎（第3版）》共8章，闡述了計算機控制系統分析、設計與工程實現的基本理論和方法，以及模型預測控制的基本原理和算法。主要內容有：信號轉換與Z變換、計算機控制系統數學描述、動態分析、基於輸入輸出模型設計、基於狀態空間模型設計、模型預測控制算法及設計和計算機控制系統的工程實現技術。其中，“模型預測控制算法及設計”一章系統講述基於系統時間回響序列（即系統單位脈衝或單位階躍回響序列）的各種模型預測控制算法及其設計方法，也包括一些作者在這方面的研究成果。模型預測控制是20世紀70年代末發展起來的一類新型的計算機控制策略。這章內容也是該教材有別於同類教材的一個重要特點。
教材目錄
總序（Ⅰ） | 習題（109） | 6.3.1全階觀測器及其設計（265） |
第3版前言（Ⅲ） | 第4章 計算機控制系統特性分析 | 6.3.2降階觀測器及其設計（270） |
第2版前言（Ⅴ） | 4.1計算機控制系統穩定性分析（111） | 6.3.3最優觀測器——Kalman濾波器（271） |
前言（Ⅶ） | 4.1.1離散系統穩定性及穩定條件（111） | 6.4基於二次型性能指標狀態反饋最最佳化設計（276） |
第1章 計算機控制系統概述 | 4.1.2離散系統代數穩定性判據（114） | 6.4.1二次型性能指標函式及其最最佳化控制問題（276） |
1.1計算機控制系統的組成（1） | 4.1.3離散系統頻率特性與奈氏(Nyquist)穩定性判據（119） | 6.4.2線性二次型最優調節問題的求解（277） |
1.1.1計算機反饋控制系統及其中信號類型（1） | 4.1.4離散系統李亞普諾夫穩定性判據（121） | 6.4.3線性二次型穩態最優控制（283） |
1.1.2計算機控制系統的組成（3） | 4.2計算機控制系統的穩態誤差分析（124） | 6.4.4線性隨機系統二次型最優控制（285） |
1.2計算機控制系統的類型和特點（5） | 4.2.1計算機控制系統的穩態誤差與穩態誤差係數（125） | 習題（286） |
1.2.1計算機控制系統的類型（5） | 4.2.2計算機控制系統的誤差級數與動態誤差係數（129） | 第7章 模型預測控制算法及設計 |
1.2.2計算機控制的主要特點（8） | 4.2.3計算機控制系統對干擾輸入的穩態誤差（131） | 7.1概述（289） |
1.3計算機控制系統的分析設計理論簡介（9） | 4.3計算機控制系統的暫態回響分析（132） | 7.2MPC的基本算法（295） |
1.4計算機控制的發展概況及趨勢（12） | 4.3.1Z平面上極點分布與暫態回響的關係（132） | 7.2.1MAC（模型算法控制）的基本算法（295） |
習題（14） | 4.3.2採樣周期T對暫態回響特性的影響（137） | 7.2.2IMAC（增量模型算法控制）的基本算法（300） |
第2章 信號轉換與Z變換 | 4.3.3計算機控制系統的連續輸出回響的計算（141） | 7.2.3DMC(動態矩陣控制)的基本算法（303） |
2.1數位訊號和A/D轉換（15） | 4.3.4含有延遲的計算機控制系統的輸出回響（144） | 7.2.4GPC（廣義預測控制）的基本算法（308） |
2.2採樣信號（19） | 4.3.5非同步採樣和信號轉換延遲的處理（144） | 7.3MPC系統的內模控制結構及其分析（315） |
2.2.1理想採樣信號（19） | 4.4雙速率採樣控制系統分析（146） | 7.3.1內模控制及其基本特徵（315） |
2.2.2實際採樣信號（22） | 4.4.1開關分解Z域分析法（146） | 7.3.2單步預測MAC系統的內模控制結構及其分析（319） |
2.2.3採樣信號分析（23） | 4.4.2串級雙速率採樣控制系統時域分析法（148） | 7.3.3多步預測MAC系統的內模控制結構及其分析（323） |
2.3採樣定理與採樣周期選取（26） | 習題（151） | 7.4MPC算法的預測狀態空間形式（328） |
2.3.1採樣定理（26） | 第5章 計算機控制系統基於輸入輸出模型設計法 | 7.4.1MAC算法的預測狀態空間形式（328） |
2.3.2重構公式說明（27） | 5.1連續化設計和模擬控制器離散化（154） | 7.4.2DMC算法的預測狀態空間形式（337） |
2.3.3採樣周期T選取（29） | 5.1.1連續化設計（154） | 7.4.3GPC算法的預測狀態空間形式（341） |
2.4信號恢復與保持器（32） | 5.1.2模擬控制器的離散化（156） | 7.4.4無自平衡系統的MAC和DMC算法（345） |
2.4.1零階保持器特性分析（33） | 5.2數字PID控制（165） | 7.4.5可減小模型截斷誤差的MAC和DMC改進算法（347） |
2.4.2一階保持器特性分析（35） | 5.2.1理想PID控制（166） | 7.5多變數系統的MPC算法（352） |
2.5Z變換（37） | 5.2.2實際PID控制（167） | 7.5.1多變數DMC集中預測集中最佳化算法（352） |
2.5.1採樣信號拉氏變換（37） | 5.2.3數字PID控制改進算法（169） | 7.5.2多變數DMC分散預測分散最佳化算法（355） |
2.5.2Z變換定義與說明（41） | 5.2.4Smith預估補償PID控制（172） | 7.6基於Laguerre函式模型的預測控制（361） |
2.5.3Z平面與S平面的映射關係（44） | 5.2.5數字PID控制算法參數的整定（174） | 7.6.1動態系統的Laguerre函式模型（361） |
2.6Z變換性質、定理和Z變換及其反變換求法（45） | 5.3根軌跡和伯德(Bode)圖設計法（177） | 7.6.2預測控制算法（368） |
2.6.1Z變換基本性質和定理（45） | 5.3.1根軌跡設計法（177） | 習題（370） |
2.6.2Z變換求法（51） | 5.3.2伯德圖設計法（178） | 第8章 計算機控制系統的工程實現 |
2.6.3Z反變換（55） | 5.4極點配置設計法（180） | 8.1計算機控制系統工程實現的步驟及其任務（372） |
2.7修正Z變換（61） | 5.4.1單位反饋控制系統的極點配置設計（180） | 8.2計算機控制系統的結構（377） |
2.7.1修正Z變換定義（61） | 5.4.2複合控制系統的極點配置設計（184） | 8.2.1集中式計算機控制系統的結構（377） |
2.7.2求修正Z變換的方法（62） | 5.4.3大林（Dahlin）控制器設計（192） | 8.2.2分散式計算機控制系統及其結構（378） |
習題（64） | 5.5最少拍控制系統的設計（193） | 8.2.3現場匯流排式計算機控制系統及其結構（380） |
第3章 計算機控制系統數學描述 | 5.5.1最少拍控制系統的設計（194） | 8.3計算機控制系統的軟體實現（386） |
3.1離散系統與差分方程（68） | 5.5.2最少拍無紋波控制系統的設計（204） | 8.3.1概述（386） |
3.1.1離散系統有關定義（68） | 5.5.3最少拍無紋波複合控制系統的設計（209） | 8.3.2人機界面的要求和實現（387） |
3.1.2差分方程（68） | 5.5.4卡爾曼（Kalman）控制器設計（212） | 8.3.3數據管理和數據通信（391） |
3.1.3差分方程求解（70） | 5.6計算機控制系統的最最佳化設計（214） | 8.3.4數據輸入和輸出（393） |
3.2Z傳遞函式（74） | 5.6.1隨機干擾模型（215） | 8.3.5控制器的算法實現及其計算時延減少（394） |
3.2.1Z傳遞函式定義（74） | 5.6.2最小方差控制（220） | 8.4計算機控制系統的硬體實現（398） |
3.2.2Z傳遞函式與差分方程相互轉換（75） | 5.6.3廣義最小方差控制（226） | 8.4.1控制計算機硬體系統的技術要求（398） |
3.2.3Z傳遞函式與單位脈衝回響序列的相互轉換（76） | 5.7自校正控制器的設計（229） | 8.4.2控制機主機的選擇（400） |
3.3離散系統的狀態空間表示式（79） | 5.7.1系統參數辨識的最小二乘法（230） | 8.4.3模擬輸出通道及D/A選擇（401） |
3.3.1動態系統的狀態空間描述（79） | 5.7.2最小方差自校正控制器的設計（238） | 8.4.4模擬輸入通道及A/D選擇（403） |
3.3.2由差分方程求離散系統狀態空間表示式（81） | 習題（242） | 8.4.5數字輸入輸出通道的實現（404） |
3.3.3由Z傳遞函式求離散系統狀態空間表示式（87） | 第6章 計算機控制系統的狀態空間設計法 | 8.5計算機控制系統的抗干擾技術（405） |
3.3.4狀態線性變換與狀態空間表示式的規範型（95） | 6.1系統的能控性和能觀性（245） | 8.5.1干擾源（405） |
3.3.5離散狀態方程的求解（99） | 6.1.1系統的能控性及其判別（246） | 8.5.2干擾的耦合方式（406） |
3.3.6離散系統的特徵方程（100） | 6.1.2系統的能觀性及其判別（247） | 8.5.3干擾的抑制（407） |
3.4計算機控制系統連續部分的離散化狀態空間表示式（100） | 6.2狀態反饋極點配置設計法（249） | 8.5.4系統供電技術（409） |
3.5計算機控制系統的Z傳遞函式（103） | 6.2.1狀態反饋律設計（250） | 習題（411） |
3.5.1數字部分的Z傳遞函式（104） | 6.2.2給定輸入不為零系統的控制律設計（259） | 參考文獻（412） |
3.5.2連續部分的Z傳遞函式（104） | 6.2.3重構狀態反饋控制系統閉環分析（262） | |
3.5.3計算機控制系統的閉環Z傳遞函式（106） | 6.3狀態觀測器設計（265） |
