离散控制系统建模与分析
📚 30章 · 从入门到综合
01
离散控制系统概述
基本概念
连续与离散区别
采样定理
香农定理
应用领域
02
信号采样与重构
采样过程
理想采样
零阶保持器
采样频率选择
抗混叠滤波器
03
Z变换基础
定义与性质
常用序列Z变换
收敛域
逆Z变换
04
Z变换进阶
卷积定理
初值与终值定理
差分方程求解
部分分式展开
05
离散系统传递函数
脉冲传递函数
差分方程→传递函数
连续离散化
传递函数性质
06
离散系统建模方法
前向差分法
后向差分法
双线性变换
零极点匹配法
07
离散系统稳定性分析
s平面与z平面映射
稳定性判据
朱利判据
双线性变换+劳斯
08
离散系统时域分析
单位脉冲响应
单位阶跃响应
时间响应特性
稳态误差
09
离散系统频域分析
频率响应定义
频率响应特性
伯德图
奈奎斯特图
10
离散系统根轨迹分析
根轨迹概念
绘制规则
根轨迹与稳定性
动态性能
11
数字PID控制器设计
PID控制原理
位置式/增量式
参数整定
积分饱和
12
离散系统状态空间模型
状态空间表达式
离散状态方程求解
状态转移矩阵
能控性与能观性
13
极点配置与状态反馈
极点配置原理
状态反馈设计
阿克曼公式
观测器设计
14
线性二次型最优控制(LQR)
LQR问题描述
Riccati方程
LQR控制器设计
与极点配置比较
15
离散系统仿真技术
MATLAB/Simulink
Python control库
仿真步长选择
硬件在环
16
采样周期对系统性能的影响
采样周期与稳定性
动态响应
抗干扰能力
选择准则
17
量化效应与有限字长
量化误差来源
A/D D/A量化
系数量化影响
极限环与死区
18
数字滤波器设计
IIR滤波器
冲激响应不变法
双线性变换
FIR窗函数法
19
多速率离散系统
多速率概念
抽取与插值
多相滤波器
应用
20
自适应控制基础
自适应控制概念
MRAC
自校正调节器
最小二乘参数估计
21
离散系统鲁棒控制
鲁棒控制概念
小增益定理
H∞控制基础
μ分析与综合
22
模型预测控制(MPC)
MPC基本原理
预测模型与滚动优化
约束处理
工业应用
23
离散事件系统
离散事件概念
Petri网
有限状态机
排队系统
24
非线性离散系统
线性化
相平面分析
李雅普诺夫稳定性
非线性控制
25
离散系统辨识
系统辨识流程
ARX/ARMAX
最小二乘辨识
递推最小二乘
26
卡尔曼滤波与状态估计
卡尔曼滤波原理
离散卡尔曼算法
扩展卡尔曼(EKF)
导航应用
27
离散系统在电力电子中的应用
DC-DC变换器建模
数字控制策略
PWM调制与采样
三相逆变器控制
28
离散系统在运动控制中的应用
伺服系统建模
数字速度/位置环
轨迹规划与插补
编码器信号处理
29
离散系统在航空航天中的应用
飞控系统数字化
惯性导航
GPS/INS组合导航
数字自动驾驶仪
30
离散控制系统综合设计案例
需求分析→控制器实现
硬件选型与接口
软件实现与调试
系统测试与验证