《計算機控制繫統（第2版）》是作者何克忠、
李偉在《計算機控制繫統分析與設計》的基礎上，綜
合了多年來在清華大學計算機科學與技術繫從事教學
、科研方面的先進技術和經驗，吸收了國內外的先進
理論、方法和技術，反復修改、總結、編著定稿的。
《計算機控制繫統分析與設計》出版後，被許多
兄弟院校選用作教材。本書除了保持了原書的特點和
優點外，增加了當前使用十分廣泛、效果卓著的“模
糊控制”（第6章），包含有大量工程實用技術的“
計算機控制繫統的設計與實現”（第10章），對書中
許多章節做了修改、充實和提高，每章末都附加了練
習題。
本書闡述了計算機控制的基本概念；較全面、較
繫統地介紹計算機控制繫統的幾種基本分析方法和具
有實用價值的設計和實現，並提出了改進措施；介紹
一些新型的控制手段、方法及其應用以及有發展前途
的集散型控制繫統；形成了一套較完整、較充實、較
實用的計算機控制繫統分析和設計的基本體繫。本書
注意保持技術、方法的先進性；注重理論聯繫實際，
重視解決工程實際中出現的問題；做到重點突出，層
次分明，敘述清楚；書中列舉了大量例子、附圖和表
格，以利於讀者掌握、理解和自學。
本書可作為計算機應用、自動控制及工業自動化
專業高年級大學生和研究生的教材，也可作為廣大科
研和工程技術人員的參考書。

第1章 計算機控制概論
1.1 典型的計算機控制繫統
1.2 計算機控制繫統的分類
1.3 計算機控制繫統的結構和組成
1.3.1 控制對像
1.3.2 執行器
1.3.3 測量環節
1.3.4 數字調節器及輸入、輸出通道
1.4 計算機控制繫統的性能及其指標
1.4.1 計算機控制繫統的穩定性
1.4.2 計算機控制繫統的能控性和能觀測性
1.4.3 動態指標
1.4.4 穩態指標
1.4.5 綜合指標
1.5 對像特性對控制性能的影響
1.5.1 對像放大繫數對控制性能的影響
1.5.2 對像的慣性時間常數對控制性能的影響
1.5.3 對像的純滯後時間對控制性能的影響
1.6 計算機控制研究的課題
1.7 計算機控制的發展方向
1.8 計算機控制的發展前景
1.9 練習題
第2章 線性離散繫統的Z變換分析法
2.1 概述
2.1.1 線性離散繫統的數學描述和分析方法
2.1.2 差分方程的解法
2.2 Z變換
2.2.1 Z變換的定義
2.2.2 Z變換的性質和定理
2.3 Z 反變換
2.3.1 部分分式法
2.3.2 長除法
2.3.3 留數計算法
2.4 用Z變換求解差分方程
2.5 Z傳遞函數
2.5.1 Z傳遞函數的定義
2.5.2 連續環節（或繫統）的離散化
2.5.3 Z傳遞函數的性質
2.5.4 用Z傳遞函數來分析離散繫統的過渡過程特性
2.5.5 用Z傳遞函數來分析離散繫統的誤差特性
2.6 線性離散繫統的穩定性分析
2.6.1 S平面與Z平面的映射關繫
2.6.2 線性離散繫統的穩定域
2.6.3 線性離散繫統的穩定判據
2.7 線性離散繫統的性能分析
2.8 線性離散繫統的根軌跡分析法
2.8.1 根軌跡分析法
2.8.2 開環零點、極點的分布對根軌跡的影響
2.8.3 Z平面上的等阻尼比線及其應用
2.9 線性離散繫統的頻率特性分析法
2.9.1 極坐標法
2.9.2 對數頻率特性法
2.10 練習題
第3章 線性離散繫統的離散狀態空間分析法
3.1 概述
3.2 線性離散繫統的離散狀態空間表達式
3.2.1 由差分方程導出離散狀態空間表達式
3.2.2 由Z傳遞函數建立離散狀態空間表達式
3.3 線性離散繫統離散狀態方程的求解
3.4 線性離散繫統的Z傳遞矩陣
3.5 線性離散繫統的Z特征方程
3.6 計算機控制繫統的離散狀態空間表達式
3.7 用離散狀態空間法分析繫統的穩定性
3.8 練習題
第4章 計算機控制繫統的離散化設計
4.1 有限拍設計概述
4.2 有限拍調節器的設計
4.3 采樣頻率的選擇
4.4 有限拍無紋波設計
4.5 有限拍設計的改進
4.6 擾動繫統的有限拍設計
4.7 有限拍設計的小結
4.8 W變換設計法
4.9 根軌跡設計法
4.10 練習題
第5章 計算機控制繫統的模擬化設計
5.1 概述
5.2 對數頻率特性法校正
5.3 數字PID控制
5.4 數字PID控制的改進
5.4.1 積分分離PID控制算法
5.4.2 不**微分PID算法
5.4.3 微分先行PID算法
5.4.4 帶死區的PID控制
5.5 數字PID調節器參數的整定
5.5.1 PID調節器參數對控制性能的影響
5.5.2 采樣周期T的選擇
5.5.3 擴充臨界比例度法選擇PID參數
5.5.4 擴充響應曲線法選擇PID參數
5.5.5 PID歸一參數的整定法
5.5.6 變參數的PID控制
5.6 數字PID調節器參數的自尋*優控制
5.6.1 性能指標的選擇
5.6.2 尋優方法
5.6.3 自尋*優數字調節器的設計
5.7 練習題
第6章 模糊控制
6.1 概述
6.2 模糊邏輯的基本概念
6.3 模糊邏輯控制器的設計方法
6.4 模糊控制器的動態特性
6.5 用於機械手的混合模糊控制繫統
6.6 模糊控制器的優化方法
6.7 基於行為分類的模糊控制器的設計方法
6.8 小結
6.9 練習題
第7章 離散狀態空間設計法
7.1 概述
7.2 離散繫統的能控性和能觀測性
7.2.1 離散繫統的能控性
7.2.2 離散繫統的能觀測性
7.3 離散狀態空間設計法
7.4 *小能量控制繫統的設計
7.5 離散二次型指標的*優控制
7.6 離散繫統的*大值原理
7.7 離散時間線性調節器
7.8 幾個矩陣運算的結果
7.9 練習題
第8章 復雜規律計算機控制繫統的設計
8.1 串級控制
8.1.1 串級控制繫統的組成和工作原理
8.1.2 串級控制繫統的特點
8.1.3 串級控制繫統的應用範圍
8.1.4 計算機串級控制繫統
8.1.5 串級控制繫統的設計原則
8.1.6 串級主控和副控調節器的選擇
8.1.7 副控回路微分先行串級控制繫統
8.1.8 多回路串級控制繫統
8.2 前饋控制
8.2.1 前饋控制的工作原理
8.2.2 前饋控制的類型
8.2.3 計算機前饋控制
8.2.4 多變量前饋控制
8.2.5 前饋控制的設計原則
8.2.6 前饋調節器參數的整定
8.3 純滯後對像的控制
8.3.1 大林算法
8.3.2 純滯後補償控制
8.4 多變量解耦控制
8.4.1 解耦控制原理
8.4.2 多變量解耦控制的綜合方法
8.4.3 計算機多變量解耦控制
8.4.4 計算機多變量解耦控制舉例
8.5 其他復雜規律控制繫統的簡介
8.5.1 比值控制
8.5.2 均勻控制
8.5.3 分程控制
8.5.4 自動選擇性控制
8.6 練習題
第9章 集散型控制繫統
9.1 概述
9.1.1 典型的集散型控制繫統
9.1.2 集散型控制繫統的特點
9.1.3 集散型控制繫統的發展概況
9.2 典型的集散型控制繫統簡介
9.2.1 山武-霍尼威爾的TDCS-2000繫統
9.2.2 美國貝利控制公司的NETWORK-90
9.2.3 德國西門子公司TELEPERM M集散型控制繫統
9.2.4 新型的集散型信息管理控制繫統TDCS-3000
9.3 集散型控制繫統的可靠性
9.3.1 可靠性指標
9.3.2 加強硬件質量管理提高繫統的利用率
9.3.3 由繫統的結構提高繫統的利用率
9.3.4 繫統的利用率
9.4 集散型控制繫統數據通信概要
9.4.1 概述
9.4.2 局域網絡通信協議簡介
9.4.3 工業控制局域網絡的選型
9.5 集散型控制繫統的應用
9.5.1 TDCS-2000在蒸餾塔*優化繫統中的應用
9.5.2 TDCS-2000在鋼鐵燃燒爐上的應用
9.5.3 TDCS-2000用於鍋爐控制
9.6 練習題
**0章 計算機控制繫統的設計與實現
10.1 總體設計概述
10.2 體繫結構設計、繫統總線選擇和計算機機型選擇
10.3 輸入、輸出通道設計概要
10.3.1 模擬量輸入模板TH-IPC-7401
10.3.2 模擬量輸出模板TH-IPC-7410
10.3.3 數字量輸入模板TH-IPC-7601
10.3.4 數字量輸出模板TH-IPC-7600
10.3.5 信號調理模板TH-IPC-7431
10.3.6 繼電器輸出模板TH-IPC-7620
10.4 工業控制機提高可靠性的措施
10.4.1 繫統的結構設計
10.4.2 元器件的選擇，老化篩選
10.4.3 信號、電源、接地的抗干擾措施
10.4.4 感性負載回路的抗干擾措施
10.4.5 多重化結構技術
10.4.6 信號隔離技術
10.4.7 看門狗(Watchdog)及電源掉電檢測技術
10.4.8 軟件設計的可靠性措施
10.5 數字調節器的計算機實現
10.5.1 直接實現法
10.5.2 直接實現的正則形式Ⅰ
10.5.3 直接實現的正則形式Ⅱ
10.5.4 串接實現法
10.5.5 並接實現法
10.5.6 數字調節器實現方法小結
10.6 數學模型的轉換
10.6.1 傳遞函數與Z傳遞函數間的相互轉換
10.6.2 微分方程轉換為差分方程——差分變換法
10.6.3 連續與離散狀態方程的相互轉換
10.7 控制繫統的計算機輔助設計、計算和數字仿真
10.7.1 控制繫統的計算機輔助設計
10.7.2 計算機的輔助計算
10.7.3 控制繫統的數字仿真
10.8 計算機控制程序設計概要
10.8.1 程序設計的功能要求
10.8.2 結構程序設計
10.9 計算機控制繫統的設計
10.9.1 農藥生產過程的計算機控制
10.9.2 智能移動機器人的設計與實現
10.10 練習題
附錄A 拉氏變換及Z變換表
參考文獻