计算机控制系统的设计是自动化领域的重要研究方向，特别是在现代工业和航空航天领域有着广泛应用。经典的计算机控制系统设计方法通常分为两类：连续域-离散化设计和离散域设计。
**连续域-离散化设计**是基于已经设计好的连续域控制律D(s)，将其转换为适合计算机执行的离散形式。这种方法的优点在于能够利用对连续系统的丰富分析和设计经验，同时离散化过程相对简单，结论清晰。例如，在飞行控制系统的设计中，复杂的飞行控制律需要数字化以便计算机处理。离散化的方法包括零阶保持器（ZOH）等，通过ZOH，连续控制律D(s)会引入一定的相位延迟，但当延迟时间T较小时，这个影响可以忽略。
**数字PID控制器设计**是在离散域中设计控制器的一种常见方法。PID控制器在连续域具有广泛的应用，离散化后，它依然保留了比例、积分和微分三个组成部分，但参数需要调整以适应离散时间系统。设计过程中，需要考虑采样时间的影响，确保离散PID控制器能够提供良好的稳态和动态性能。
**控制系统z平面设计**是针对离散时间系统的分析和设计。在z域中，可以使用类似于s域的根轨迹法、频率域设计等技术。z平面根轨迹设计是通过对连续系统进行离散化，然后在z平面上分析系统稳定性。w'变换和频率域设计则用于评估系统的响应特性，如增益和相位裕度，以确保系统稳定性和响应速度。
**离散域设计**直接在离散域对被控对象和控制律进行建模，避免了从连续域到离散域的转换过程。例如，卡尔曼滤波器是一种典型的离散域设计，用于估计系统状态，预测控制则在离散时间框架下优化未来状态。离散方程直接描述了系统的动态行为，简化了设计流程。
在实际应用中，选择合适的设计方法取决于系统的特性和需求。对于多输入-多输出（MIMO）系统，可能需要结合连续域和离散域的方法，以解决复杂耦合问题。线性变换如Tustin变换是将连续系统离散化的另一种方式，它通过梯形面积近似来提高转换精度，相比一阶差分方法，能更好地保留系统的稳定性特性。
计算机控制系统的经典设计方法涉及多个方面，包括数学模型的建立、控制器的设计、稳定性分析和性能指标的设定。随着技术的发展，这些方法不断演进，结合现代控制理论，如自适应控制、滑模控制等，以满足更加复杂和动态的控制需求。
