离散时间控制系统（原书第2版）

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本书全面系统地介绍了离散时间控制系统的基本概念、基础理论以及分析和设计方法，特别是通过状态空间法和多项式方程法对带有最小阶观测器的极点配置设计进行了深入详细的分析。书中着重于对概念的描述与释义，对于数学公式的详细证明进行了必要的简化，更贴近实际应用。本书还结合MATLAB对离散时间控制系统的分析与设计进行研究，提供了大量的MATLAB计算实例。另外，每章后都安排了大量的例题和习题，便于读者掌握书中内容。.
本书内容编排由浅人深、层次清晰、论述严谨，可作为高等院校自动控制或自动化专业本科生和研究生的教学用书，也适合相关技术领域的工程技术人员，特别是从事计算机控制系统设计的工程技术人员参考。..
本书全面地介绍了离散时间控制系统的分析与设计方法，重点介绍了控制系统的基础理论与基本概念，内容涉及极点配置、状态观测器设计和二次型最优控制等。
本书适合作为高等院校自动控制或自动化专业的教材。阅读本书的读者需要修过控制系统导论及常微分方程等课程，并且熟悉MATLAB计算。...

Katsuhiko Ogata(尾形克彦，曾误译为绪方胜彦)明尼苏达大学教授。1947年毕业于东京大学机械工程系，1953年于伊利诺伊大学厄巴纳一尚佩恩分校获机械工程硕士学位，1956年于加州大学伯克利分校获工程科学博士学位。他的主要研究方向为离散时间控制系统领域，包括复杂设备的最优控制、数学建模以及离散时间控制系统的开发设计技术等。除本书外，他还著有《Modern Control Engineering》、《System Dynamics》(系统动力学，该书影印版、中文版已由机械工业出版社引进出版)、《Solving Control Engineering Problems with MATLAB》和《Dynamic Programming》等书。...

译者序
前言.
第1章 离散时间控制系统绪论
1．1 引言
1．2 数字控制系统
1．3 量化和量化误差
1．4 数据采集、转换和分配系统
1．5 小结
第2章 z变换
2．1 引言
2．2 z变换
2．3 初等函数的z变换
2．4 z变换的重要性质和定理
2．5 z反变换
2．6 利用z变换法解差分方程
2．7 小结
例题与解答
习题
第3章 离散时间控制系统的z平面分析
3．1 引言

　　本书作者尾形克彦(国内曾译为绪方胜彦)著有《现代控制工程》、《系统动力学》”等书。他的主要研究方向为现代控制工程，包括复杂系统的最优控制、数学建模和离散时间控制系统的开发设计技术等。.
　　经过几十年的发展，控制科学领域的理论和技术得到了极大的丰富和提高。与此同时，离散时间控制领域的技术也发展很快，伴随着处理器和计算机技术水平的突飞猛进，离散时间控制系统已经得到了广泛而深入的应用。在此基础上，作者于1995年适时推出了本书第2版，对其第1版内容进行了较大幅度的修改、调整与完善，并将最新研究成果引入本书。我们现将其译成中文奉献给广大读者。
　　本书全面系统地介绍了离散时间控制系统的基本概念、基础理论以及分析和设计方法，其主要特点如下：
　　1．从基础理论到方法对离散时间控制系统设计进行了系统的描述，特别是通过状态空间法和多项式方程法对带有最小阶观测器的极点配置设计进行了深入详细的分析。
　　2．结合MATLAB对离散时间控制系统的分析与设计进行研究，提供了大量的MATLAB计算实例。
　　3．在写作上兼顾了具备不同基础的读者，内容编排切合读者理解的需要，由浅人深、层次清晰、结构严谨、语言流畅。..
　　4．每章后都安排了大量的例题和习题，以便于读者掌握书中内容。
　　本书可作为自动控制或自动化专业本科生和研究生的教学用书，也适合作为相关技术领域的工程技术人员，特别是从事计算机控制系统设计的工程技术人员的参考用书。书中着重于对概念的描述与释义，对于数学公式的详细证明进行了必要的简化，更贴近于实际应用。在学习本书之前，应掌握经典控制和现代控制理论的基本知识。
　　本书翻译工作由北京理工大学自动控制系的陈杰、蔡涛和张娟等人完成。其中，第1、2章由陈杰翻译，第4、6章和前言、附录由蔡涛翻译，第3、5、7、8章由张娟翻译，全书最后由陈杰、蔡涛完成统稿。窦丽华教授详细校阅了全部译稿并提出了许多宝贵意见，对本书最后定稿帮助很大，在此表示衷心感谢。另外，还要感谢范瑞霞教授、黄鸿副教授、彭志红副教授及白永强、陈文颉和潘峰老师在翻译过程中给予的诸多帮助。书中专业术语和外国人名的翻译主要参考全国自然科学名词审定委员会1990年公布的《自动化名词》、中国大百科全书出版社1991年出版的《中国大百科全书——自动控制与系统工程卷》以及高等教育出版社1979年出版的《数学手册》。由于译者水平有限，而且时间仓促，书中一定存在不少缺点和错误，恳请读者批评指正。...
　　译 者
　　2005年9月
　　

　　本书全面介绍了离散时间控制系统的分析和设计方法，可作为高等院校理工科四年级本科生和一年级研究生的离散时间控制系统或计算机控制系统课程教材。.
　　此次再版时对原有内容进行了增删修改，第2版中最显著的特点是大大丰富了利用最小阶观测器的极点配置设计内容，分别在第6章和第7章介绍了状态空间方法和多项式方程法。
　　为便于读者学习，本书包含了为理解各个主题所需的全部内容。例如，在介绍极点配置和观测器设计时，包含了定理的证明和重要公式的推导步骤。
　　本书详细介绍了控制系统设计的基础理论。读者理解这些背景知识后，就可以利用MATLAB来求解涉及多种向量—矩阵运算的数值解。这里假定读者已熟悉我的另一本书的内容(书名为《Solving Control Engineering Problems with MATLAB》，由Prentice Hall出版)，或者学习过其他书的相同内容。
　　阅读本书的读者需要修过控制系统导论、常微分方程等课程，并且熟悉MATLAB计算。对于没有MATLAB基础的读者，也可与本书同步学习如何利用MATLAB进行计算。
　　由于本书着眼于工程技术人员，所以书中着重介绍相关的基本概念，避免展开高深的数学讨论，全书按照离散时间控制系统理论循序渐进展开。
　　本书内容分为8章，另有3个附录。全书内容概括如下：
　　第1章是离散时间控制系统绪论；第2章讲述在离散时间控制系统研究中必需的z变换理论；第3章讨论离散时间系统的z平面分析的有关内容，包括冲激采样、数据保持、采样定理、脉冲传递函数和数字滤波器等；第4章讲述如何利用传统方法进行离散时间控制系统设计，包括闭环系统在z平面内的稳定性分析，暂态和稳态响应分析，基于根轨迹法、频率响应法和解析法的系统设计过程。..
　　第5章介绍状态空间分析的有关内容，包括离散时间系统的状态空间方程的表示、脉冲传递函数矩阵、离散化方法和李雅普诺夫(Liapunov)稳定性分析；第6章讨论极点配置和观测器设计，包括可控性、可观测性、极点配置、状态观测器和伺服系统等内容；第7章讲述控制系统设计的多项式方程法，首先介绍丢番图方程，然后讨论利用多项式方程法来进行控制系统的设计，最后介绍利用多项式方程法进行模型匹配控制系统的设计；第8章讨论有限阶和无限阶二次型最优控制问题，并给出基于二次型最优控制问题的MATLAB设计仿真。
　　附录A简要概括向量—矩阵分析内容，附录B给出第2章z变换理论中没有包含的一些有用定理，如反演积分法和改进的z变换法，附录C讨论当控制信号为向量时的极点配置设计问题。
　　为便于读者更好地理解书中内容，全书精心编写了丰富的示例。另外，除第1章外，每章结束部分都集中安排了大量A类例题和B类习题，建议读者认真学习这些例题和习题。其中，例题有题解，习题则不提供答案，可以作为课后作业或测验试题。
　　本书的大部分内容已经通过明尼苏达大学本科毕业班和一年级研究生控制系统课程的实践检验。
　　本教材一般用于两学期的课程。作为讲座形式的课程，教师可以灵活地选择讲授内容；在一个学期的课程中，最好讲授前六章。本书还可以作为从事实际工作的工程师学习离散时间控制理论的自学用书。
　　非常感谢我的学生，他们不仅完成了所有例题、习题以及例题的解答，而且对书中内容提出了许多建议。
　　尾形克彦...