本书介绍了数字控制理论基础和系统设计方案，结合具体实例，讲述了数字控制原理，控制系统的表示方法，控制系统的稳定性问题及控制系统的性能等方面的问题。各章后面均附有练习题并在卷末给出了练习题解答。

本书实用性强，可作为高校机械类专业的本、专科学生及研究生的教学参考书或教材，也适用于函授或自学，对于从事机电一体化方面的科技人员有较高的参考价值。

数控是数字控制的简称，英文为 Numerical Control，简称NC。目前数控一般是採用通用或专用计算机实现数字程式控制，因此数控也称为计算机数控(Computer Numerical Control )一般都称为CNC。

数控是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。数控技术是与工具机控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控工具机问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件。数控技术也叫计算机数控技术它是採用计算机实现数字程式控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程式来执行对设备的控制功能。由于採用计算机使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软体来完成。

1什幺是数字控制

1.1室内温度的控制

1.2远距离操作的机器人手臂

1.3微机控制

1.3.1微机的构成

1.3.2微机的动作

1.3.3A/D转换器和D/A转换器

1.4数字控制

本章要点

练习题

2控制系统的表示方法

2.1水槽流出液体的控制

2.2水槽系统的方程式

2.3方框图的绘製

2.4用离散时间系统表示水槽系统

2.5离散时间系统的方框图

本章要点

练习题

3一阶系统的输出

3.1没有输入时离散时间系统的输出

3.2连续时间系统的输出

3.2.1自由回响

3.2.2阶跃状输入的输出

3.3连续时间系统的离散化

3.4有输入时离散化系统的解

本章要点

练习题

4二阶系统

4.1二阶系统的例子

4.2模拟二阶系统的表示方法

4.3模拟二阶系统的回响

4.3.1自由回响和状态

4.3.2阶跃回响

4.4离散化系统的回响

4.4.1利用欧拉近似的状态方程式的离散化

4.4.2状态

4.4.3自由回响

本章要点

练习题

5二阶系统的精确离散化

5.1用向量表示状态方程式

5.1.1向量和矩阵

5.1.2行列式和逆矩阵

5.1.3状态方程式

5.2函式和状态方程式的关係

5.3状态方程式的解

5.4状态方程式的离散化

本章要点

练习题

6控制系统的稳定问题

6.1火箭的姿态控制

6.2判断是否稳定的方法

6.2.1连续时间系统

6.2.2离散时间系统

6.3可控制系统

6.3.1可控性

6.3.2可观性

6.3.3控制系统特徵值的任意配置

本章要点

练习题

7控制性能

7.1稳态特性(稳态偏差)

7.1.1用直流伺服电机的迴转体运动控制系统

7.1.2与目标值相关的稳态偏差

7.1.3与外扰相关的稳态偏差

7.2过渡特性(速应性和衰减性)

7.2.1二阶系统的场合

7.2.2高阶系统的场合

7.2.3利用模型表示过渡特性

7.3离散时间系统期望的极点範围

7.3.1连续时间系统的极点同离散时间系统极点的对应

7.3.2期望的极点範围

本章要点

练习题

8採用直流伺服电机的位置控制系统的设计

8.1比例控制

8.1.1控制系统的开环脉冲传递函式

8.1.2用根轨迹法分析过渡特性

8.2具有速度反馈的比例控制

8.2.1开环脉冲传递函式

8.2.2指定极点的设计

8.2.3控制系统的回响

8.3模型随动系统

8.3.1控制系统的规範模型

8.3.2控制对象的模型

8.3.3控制系统的构成

8.3.4控制系统的回响

本章要点

练习题

练习题答案

参考文献