本书以反馈控制理论为基础，从s域到z域的信号转换出发，详细阐述了计算机控制系统的模型分析、控制器设计及工程应用的理论和方法。本书理论联系实际，既注重计算机控制的基础理论和基本方法，也涵盖预测、模糊与神经网络等先进控制技术，并进行了“本研贯通”模块化设计。为便于读者对知识的理解、掌握和运用，特别设置了对重要知识点的视频讲解和程序设计，同时依托爱课程（中国大学MOOC）平台共享国家精品在线开放课程资源。
本书可作为普通高等学校机械类、自动化类、仪器类等相关专业本科生或硕士研究生的教材或参考书，也可供有关教师、科研人员以及工程技术人员学习和参考。

第1章 绪论
1.1 引言
1.2 计算机控制系统的基本概念
1.2.1 计算机控制系统的组成
1.2.2 计算机控制系统的主要特点
1.3 计算机控制系统的基本类型
1.3.1 操作指导控制系统
1.3.2 直接数字控制系
1.3.3 监督计算机控制系统
1.3.4 集中控制系统
1.3.5 分散控制系统
1.3.6 现场总线控制系
1.3.7 网络控制系统
1.3.8 计算机集成制造过程控制系统
1.4 计算机控制的理论与设计问题
1.4.1 信号的采样与转换问题
1.4.2 离散系统模型描述及特性分析
1.4.3 数字控制器的设计与实现
1.4.4 控制系统仿真及性能分析
1.4.5 控制系统的工程设计与应用技术
1.5 计算机控制系统的发展趋势
本章小结
习题与思考题
第2章 计算机控制的信号转换及模型理论
2.1 引言
2.2 信号转换原理
2.2.1 信号的采样过程
2.2.2 采样定理
2.2.3 信号的恢复过程与零阶保持器
2.3 z变换
2.3.1 z变换的定义
2.3.2 z变换的方
2.3.3 z变换的性质和定理
2.4 z反变换
2.4.1 长除法
2.4.2 部分分式法
2.43 留数法
2.5 广义z变换
2.5.1 广义z变换的定义
2.5.2 广义z变换与z变换的关系
2.6 线性定常离散系统的差分方程及求解
2.6.1 离散系统差分方程的一般描述
2.6.2 线性定常差分方程的求解
2.7 z传递函数
2.7.1 z传递函数的定义
2.7.2 z传递函数的求法
2.7.3 开环z传递函数
2.7.4 闭环z传递函数
2.7.5 z传递函数的物理可实现性
本章小结
习题与思考题
第3章 计算机控制系统的分析
3.1 引言
3.2 稳定性分析
3.2.1 s平面与z平面的关系
3.2.2 离散系统稳定的充分必要条件
3.2.3 修正的劳斯稳定性准则
3.2.4 朱利稳定性准则
3.3 暂态过程分析
3.3.1 离散系统的阶跃响应分析
3.3.2 z平面极点分布与暂态响应的关系
3.3.3 采样周期对暂态误差的影响
3.4 稳态过程分析
3.4.1 基于误差系数的稳态误差
3.4.2 针对系统类型的稳态误差
3.4.3 采样周期对稳态误差的影响
3.5 z平面根轨迹分析
3.5.1 z平面根轨迹绘制
3.5.2 基于z平面根轨迹的稳定性分析
3.6 频率特性分析
3.6.1 离散系统的频域描述
3.6.2 稳定性分析
本章小结
习题与思考题
第4章 数字控制器的模拟化设计方法
4.1 引言
4.2 模拟化设计方法基本原理
4.2.1 模拟化设计方法的等效离散原理
4.2.2 模拟化设计方法的步骤
4.3 模拟控制器的离散化方法
4.3.1 脉冲响应不变法
4.3.2 阶跃响应不变法
4.3.3 差分变换法
4.3.4 双线性及预修正双线性变换法
4.3.5 零极点匹配法
4.3.6 各种离散化方法的对比评价
4.4 数字PID控制器的设计
4.4.1 PID控制器的基本形式及数字化标准算法
4.4.2 数字PID控制算法的改进
4.4.3 数字PID控制器的参数整定
4.5 史密斯预估补偿控制
4.5.1 纯滞后控制问题的提出
4.5.2 史密斯预估补偿原理
4.5.3 史密斯预估补偿器的数字算法
4.5.4 史密斯预估补偿闭环数字控制算法及其存在的问题和解决思路
4.6 串级控制
4.6.1 串级控制的组成和工作原理
4.6.2 数字串级控制系统设计
4.7 前馈—反馈控制
4.7.1 前馈—反馈控制系统组成
4.7.2 数字前馈—反馈控制算法
4.8 解耦控制
4.8.1 解耦控制系统设计
4.8.2 数字解耦控制算法
本章小结
习题与思考题
第5章 数字控制器的z域直接设计方法
5.1 引言
5.2 数字控制器D(z)的一般形式
5.3 最少拍控制器的设计
5.3.1 最少拍控制器设计的基本原则
5.3.2 任意广义被控对象的最少拍控制器设计
5.4 最少拍控制器的工程化改进
5.4.1 最少拍控制器存在的问题
5.4.2 阻尼因子法设计
5.4.3 误差平方和最小系统设计
5.4.4 最少拍无纹波控制器设计
5.4.5 干扰作用下最少拍控制器设计
5.4.6 有限拍控制器设计
5.5 大林算法
5.5.1 大林算法基本原理
5.5.2 大林算法与PID控制算法之间的关系
5.5.3 大林算法应用中的问题及讨论
5.6 数字控制器的根轨迹设计法
5.7 数字控制器的频域设计法
5.7.1 基于w变换的频域设计法
5.7.2 w域控制器设计
5.8 数字控制器的计算机程序实现
5.8.1 直接法
5.8.2 串行法
5.8.3 并行法
本章小结
习题与思考题
第6章 基于离散状态空间模型的控制系统设计
6.1 引言
6.2 线性离散状态空间模型及分析
6.2.1 线性离散系统的状态空间模型
6.2.2 离散时间规范化模型
6.2.3 线性离散系