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電腦控制系統(第3版普通高等學校自動化類一流本科專業建設系列教材)

  • 作者：編者:劉建昌//關守平//譚樹彬|責編:余江
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030713667
  • 出版日期：2022/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：334
人民幣：RMB 69.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書從電腦控制系統的信號轉換開始，詳細闡述了電腦控制系統的建模、性能分析、控制器設計及控制系統模擬與實現的理論、方法和實用技術。全書共10章，主要內容包括：信號轉換與z變換，電腦控制系統的數學描述與性能分析，基於傳遞函數模型的數字控制器兩類設計方法——模擬化設計方法和直接設計方法，基於狀態空間模型的極點配置設計方法，先進控制規律的設計方法，網路與雲控制系統的分析和控制器設計方法，以及電腦控制系統的模擬、設計與實現技術。全書理論聯繫實際，注重理論的詳盡介紹和控制方法的工程化改進，便於讀者理解、掌握和實際應用。
    本書可作為高等院校自動化及相關專業本科生的教材或參考書，也可供有關教師、科研人員以及工程技術人員學習參考。
作者介紹
編者:劉建昌//關守平//譚樹彬|責編:余江
目錄
前言
第1章  電腦控制系統概述
  1.1  引言
  1.2  電腦控制系統的基本概念
    1.2.1  電腦控制系統的組成
    1.2.2  電腦控制系統的應用要求
    1.2.3  電腦控制系統的性能指標
  1.3  電腦控制系統的過程通道和匯流排介面技術
    1.3.1  過程通道
    1.3.2  匯流排介面技術
  1.4  模擬與數字信號之間的相互轉換
    1.4.1  D/A轉換及其誤差
    1.4.2  A/D轉換及其誤差
  1.5  電腦控制系統的基本內容
    1.5.1  信號變換問題
    1.5.2  對象建模與性能分析
    1.5.3  控制演算法設計
    1.5.4  控制系統模擬分析
    1.5.5  控制系統實現技術
  1.6  電腦控制系統的基本類型
  本章小結
  習題與思考題
第2章  信號轉換與z變換
  2.1  引言
  2.2  信號變換原理
    2.2.1  電腦控制系統信號轉換分析
    2.2.2  採樣過程及採樣函數的數學表示
    2.2.3  採樣函數的頻譜分析及採樣定理
    2.2.4  採樣周期 T的討論
  2.3  採樣信號恢復與保持器
    2.3.1  零階保持器
    2.3.2  一階保持器
  2.4  信號轉換的工程化技術
    2.4.1  A/D轉換的基本工程化技術
    2.4.2  D/A轉換的基本工程化技術
  2.5  z變換
    2.5.1  z變換的定義
    2.5.2  z變換的方法
    2.5.3  z變換的基本定理
  2.6  z反變換
    2.6.1  長除法
    2.6.2  部分分式法
    2.6.3  留數法
  2.7  擴展z變換
    2.7.1  擴展z變換的定義
    2.7.2  幾種典型函數的擴展z變換
  本章小結
  習題與思考題
第3章  電腦控制系統的數學描述與性能分析
  3.1  引言

  3.2  線性常係數差分方程
    3.2.1  離散系統與差分方程
    3.2.2  差分方程求解
  3.3  脈衝傳遞函數
    3.3.1  脈衝傳遞函數的定義
    3.3.2  脈衝傳遞函數的推導
    3.3.3  離散系統的框圖分析
    3.3.4  電腦控制系統的脈衝傳遞函數
  3.4  電腦控制系統穩定性分析
    3.4.1  離散系統的穩定性條件
    3.4.2  s平面與z平面的映射分析
    3.4.3  採樣周期與系統穩定性關係
  3.5  電腦控制系統的代數穩定性判據
    3.5.1  勞斯穩定性判據
    3.5.2  朱利穩定性判據
  3.6  電腦控制系統穩態過程分析
    3.6.1  穩態誤差與誤差係數
    3.6.2  系統類型與穩態誤差
    3.6.3  採樣周期對穩態誤差的影響
  3.7  電腦控制系統暫態過程分析
    3.7.1  z平面極點分佈與暫態響應的關係
    3.7.2  採樣周期對暫態響應的影響
  3.8  電腦控制系統的頻域特性分析
    3.8.1  離散系統的頻域描述
    3.8.2  離散系統頻域穩定性分析
    3.8.3  離散系統伯德圖分析
  本章小結
  習題與思考題
第4章  數字控制器的模擬化設計方法
  4.1  引言
  4.2  模擬化設計方法基本原理
  4.3  連續控制器的離散化方法
    4.3.1  z變換法
    4.3.2  差分變換法
    4.3.3  雙線性變換法
    4.3.4  零極點匹配法
  4.4  數字PID控制器
    4.4.1  基本數字PID控制演算法
    4.4.2  數字PID控制演算法的工程化改進
    4.4.3  數字PID控制器的參數整定
  4.5  Smith預估控制
    4.5.1  純滯后問題的提出
    4.5.2  Smith預估控制設計原理
    4.5.3  Smith預估控制演算法的工程化改進
  本章小結
  習題與思考題
第5章  數字控制器的直接設計方法
  5.1  引言
  5.2  直接設計方法基本原理
  5.3  *小拍控制器的設計方法

    5.3.1  簡單對象*小拍控制器設計
    5.3.2  複雜對象*小拍控制器設計
  5.4  昀小拍控制器的工程化改進
    5.4.1  *小拍控制系統存在的問題
    5.4.2  *小拍無紋波控制器的設計
    5.4.3  針對輸入信號類型敏感問題的改進
    5.4.4  針對模型參數變化敏感問題的改進
  5.5  大林演算法
    5.5.1  大林演算法設計原理
    5.5.2  振鈴現象及其消除方法
  5.6  大林演算法工程應用中關鍵參數的選擇
    5.6.1  解決振鈴現象中關鍵參數的選擇
    5.6.2  解決分數時滯問題中關鍵參數的選擇
  5.7  數字控制器的程序實現
    5.7.1  直接程序設計法
    5.7.2  串聯程序設計法
    5.7.3  並行程序設計法
  本章小結
  習題與思考題
第6章  基於狀態空間模型的極點配置設計方法
  6.1  引言
  6.2  狀態空間描述的基本概念
    6.2.1  系統動態過程的兩類描述
    6.2.2  有關狀態空間描述的基本定義
  6.3  離散系統的狀態空間模型
    6.3.1  離散狀態空間模型的建立
    6.3.2  離散狀態方程的求解
    6.3.3  離散狀態空間模型與z傳遞函數之間的關係
  6.4  系統的能控性與能觀性
    6.4.1  能控性與能觀性的概念
    6.4.2  能控性判據與能觀性判據
    6.4.3  能控標準型與能觀標準型
  6.5  狀態可測時按極點配置設計控制規律
  6.6  按極點配置設計觀測器
    6.6.1  預報觀測器
    6.6.2  現時觀測器
    6.6.3  降階觀測器
  6.7  狀態不可測時控制器的設計
    6.7.1  分離性原理
    6.7.2  控制器設計
  6.8  隨動系統的設計
  本章小結
  習題與思考題
第7章  先進控制規律的設計方法
  7.1  引言
  7.2  線性二次型昀優控制器的設計
    7.2.1  概述
    7.2.2  LQR*優控制器設計
    7.2.3  跟蹤系統設計
  7.3  自校正控制器的設計

    7.3.1  概述
    7.3.2  *小二乘參數辨識演算法
    7.3.3  自校正控制器設計
  7.4  模型預測控制器的設計
    7.4.1  概述
    7.4.2  預測模型
    7.4.3  預測控制演算法
  7.5  模糊控制器的設計
    7.5.1  概述
    7.5.2  模糊控制原理
    7.5.3  模糊PID控制器設計
  本章小結
  習題與思考題
第8章  基於網路的控制技術
  8.1  引言
  8.2  網路控制系統概述
    8.2.1  網路控制系統的基本概念
    8.2.2  網路控制系統的研究內容
  8.3  網路控制系統建模與控制器設計
    8.3.1  網路控制系統時延特性
    8.3.2  PID網路控制器設計
  8.4  雲控制系統概述
    8.4.1  雲控制系統的基本概念
    8.4.2  雲控制系統的研究內容
  8.5  雲控制系統建模與控制器設計
    8.5.1  雲控制系統時延特性
    8.5.2  極點配置雲控制器設計
  本章小結
  習題與思考題
第9章  電腦控制系統模擬分析
  9.1  引言
  9.2  系統模擬的概念及分類
    9.2.1  系統模擬的基本概念
    9.2.2  系統模擬的分類
    9.2.3  電腦模擬的基本過程
    9.2.4  MATLAB模擬軟體簡介
  9.3  電腦控制系統信號模擬分析
    9.3.1  信號的種類
    9.3.2  脈衝採樣與MATLAB模擬
    9.3.3  保持器與MATLAB模擬
  9.4  電腦控制系統模型描述與性能模擬分析
    9.4.1  離散傳遞函數模型
    9.4.2  離散狀態空間模型
    9.4.3  離散系統的模型辨識
    9.4.4  神經網路建模
    9.4.5  電腦控制系統頻域性能的模擬分析
  9.5  數字控制器設計及其模擬
    9.5.1  比例控制器設計
    9.5.2  比例積分控制器設計
    9.5.3  比例積分微分控制器設計

  本章小結
  習題與思考題
第10章  電腦控制系統的設計與實現
  10.1  引言
  10.2  電腦控制系統的設計原則與設計方法
    10.2.1  設計原則
    10.2.2  設計方法
  10.3  電腦控制系統的硬體設計
    10.3.1  執行機構與驅動技術
    10.3.2  檢測機構與感測器技術
  10.4  電腦控制系統的軟體設計
    10.4.1  控制對象分析
    10.4.2  數字控制器的實現問題
    10.4.3  信號的數字濾波技術
  10.5  數字控制器程序實現的性能分析
    10.5.1  電腦控制系統的數值誤差來源
    10.5.2  數字控制器的精度確定原則及保證措施
    10.5.3  微分環節的處理措施與工程實現方法
    10.5.4  數字控制器誤差及執行時間的檢驗方法
    10.5.5  控制演算法不同編排結構的優缺點分析
  10.6  量化效應與採樣周期誤差分析
    10.6.1  A/D轉換的量化誤差與孔徑誤差
    10.6.2  採樣周期造成的誤差
  10.7  電腦控制系統的可靠性與抗干擾技術
    10.7.1  提高可靠性的措施
    10.7.2  干擾的來源及傳播途徑
    10.7.3  消除或抑制干擾影響的方法
  本章小結
  習題與思考題
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