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電腦控制系統(第2版新形態教材)

  • 作者：編者:劉彥文//曾薄文//高洪濤//張偉|責編:余江
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030771346
  • 出版日期：2023/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：210
人民幣：RMB 59 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統地介紹了電腦控制系統的基礎知識、設計方法和典型應用。全書共13章：第1章主要介紹電腦控制系統的組成、分類及發展趨勢；第2章介紹電腦輸入/輸出介面與過程通道；第3章介紹電腦控制系統的數學描述；第4?9章分別介紹電腦控制系統的特性分析、頻率響應、魯棒穩定性分析方法及各種經典設計方法，並結合具體實例進行應用：第10章通過一個具體例子介紹電腦控制系統的設計步驟和設計過程；第11?13章將科研項目和實驗應用融入教學，分別給出了電腦控制系統的三個具體應用實例的軟硬體設計和實現過程。
    本書注重理論聯繫實際，綜合了作者多年的研究成果，其內容為實際系統的工程設計提供了可以參照的樣板，也為理論工作者提供了大量的應用實例。
    本書可作為高等學校自動化及相關專業的本科生和研究生教材，也可作為相關企業的培訓教材，還可為相關專業的工程設計人員提供參考。
作者介紹
編者:劉彥文//曾薄文//高洪濤//張偉|責編:余江
目錄
第1章  緒論
  1.1  自動控制系統概述
  1.2  電腦控制系統的組成和基本原理
  1.3  常用電腦控制系統主機
    1.3.1  工控機
    1.3.2  可編程邏輯控制器
    1.3.3  單片機
    1.3.4  數字信號處理器
    1.3.5  ARM處理器
  1.4  電腦控制系統的特點
  1.5  典型電腦控制系統
  1.6  電腦控制系統分類
    1.6.1  按功能和結構特點分類
    1.6.2  按控制規律分類
  1.7  電腦控制系統的發展趨勢
  習題
第2章  電腦輸入/輸出介面與過程通道
  2.1  匯流排技術
    2.1.1  匯流排的基本概念及特點
    2.1.2  匯流排的分類
    2.1.3  匯流排標準
    2.1.4  常用外部匯流排
  2.2  數字量輸入通道
  2.3  數字量輸出通道
  2.4  模擬量輸入通道
    2.4.1  感測器及其測量線路
    2.4.2  信號調節放大電路
    2.4.3  數據採集與處理方法
    2.4.4  A/D轉換器
  2.5  模擬量輸出通道
    2.5.1  D/A轉換器的工作原理
    2.5.2  D/A轉換器的技術指標
    2.5.3  DAC083246習題
第3章  電腦控制系統的數學描述
  3.1  信號的類型與採樣的形式
    3.1.1  信號的類型
    3.1.2  採樣的形式
  3.2  信號的採樣與重構
    3.2.1  採樣過程及採樣定理
    3.2.2  連續信號的重構
  3.3  z變換與z逆變換
    3.3.1  脈衝響應和卷積和
    3.3.2  z變換
    3.3.3  z逆變換
  3.4  z差分方程與離散傳遞函數
    3.4.1  線性差分方程
    3.4.2  脈衝傳遞函數(z傳遞函數)
  3.5  電腦控制系統的離散化模型
    3.5.1  連續對象的ZOH離散化
    3.5.2  具有連續時滯對象的改進z變換

  習題
第4章  電腦控制系統的特性分析
  4.1  電腦控制系統的穩定性
    4.1.1  穩定性條件及穩定性判據
    4.1.2  採樣周期對系統穩定性的影響
  4.2  電腦控制系統的穩態性能
    4.2.1  穩態誤差的定義
    4.2.2  典型輸入信號下的穩態誤差分析
    4.2.3  採樣周期對穩態性能的影響
  4.3  電腦控制系統的動態特性
    4.3.1  零極點分佈與系統的動態響應
    4.3.2  系統的動態性能指標
    4.3.3  採樣周期對系統動態特性的影響
  習題
第5章  電腦控制系統的頻率響應
  5.1  基於時間域提升技術的頻率響應計算
  5.2  基於頻域提升技術的頻率響應計算
  5.3  電腦控制系統頻率響應的直接計算
  5.4  典型應用Ⅰ——球-桿系統
  5.5  典型應用Ⅱ——時滯不確定採樣系統
    5.5.1  時滯不確定系統的穩定性分析
    5.5.2  算例
  5.6  典型應用Ⅲ——力覺介面的無源性設計
    5.6.1  無源性及無源性條件
    5.6.2  系統設計
  習題
第6章  電腦控制系統的連續化設計
  6.1  數字控制器的連續化設計
    6.1.1  設計原理和步驟
    6.1.2  連續控制器的離散化方法
  6.2  數字PID控制演算法
    6.2.1  位置式PID演算法
    6.2.2  增量式PID演算法
    6.2.3  數字PID演算法的改進
  6.3  數字PID控制器的參數整定
  習題
第7章  電腦控制系統的魯棒穩定性分析
  7.1  不確定性及小增益定理
    7.1.1  對象的不確定性
    7.1.2  不確定性和魯棒性
    7.1.3  范數有界不確定性
    7.1.4  小增益定理
  7.2  魯棒穩定性分析的新方法
  習題
第8章  電腦控制系統的離散化設計
  8.1  概述
  8.2  最少拍控制器設計
    8.2.1  典型輸入下的最少拍控制器設計
    8.2.2  最少拍有紋波控制器設計
    8.2.3  最少拍無紋波控制器設計

  8.3  具有純滯后對象的控制系統設計
    8.3.1  史密斯預估器
    8.3.2  達林演算法
  8.4  串級控制
    8.4.1  串級控制的結構和原理
    8.4.2  數字串級控制演算法
  8.5  前饋-反饋控制
    8.5.1  前饋-反饋控制的結構和原理
    8.5.2  數字前饋-反饋控制演算法
  8.6  解耦控制
    8.6.1  解耦控制原理
    8.6.2  多變數解耦控制方法
  習題
第9章  電腦控制系統的狀態空間法設計
  9.1  系統的離散狀態空間描述
    9.1.1  連續狀態方程的離散化
    9.1.2  矩陣指數及其積分的計算
    9.1.3  z傳遞函數矩陣
  9.2  能控性與能觀測性
  9.3  狀態反饋控制律的極點配置設計
  9.4  狀態觀測器設計
    9.4.1  全狀態觀測器
    9.4.2  降階觀測器
  9.5  具有狀態觀測器的狀態反饋控制律設計
  9.6  線性二次型最優調節器設計
    9.6.1  有限時間最優調節器設計
    9.6.2  無限時間最優調節器設計
  9.7  最優狀態估計——離散卡爾曼濾波器
  習題
第10章  電腦控制系統的工程設計及應用
  10.1  系統的設計原則與步驟
    10.1.1  設計原則
    10.1.2  設計步驟
  10.2  電腦控制系統的可靠性技術
    10.2.1  控制系統的抗干擾設計
    10.2.2  系統的軟體可靠性設計
  10.3  電腦控制系統的工程設計與實現
  10.4  電腦溫度控制系統設計舉例
  習題
第11章  一階機械臂位置控制系統設計
  11.1  直流電動機帶動機械臂系統建模
    11.1.1  直流電機的機械特性
    11.1.2  方案選擇
    11.1.3  數學建模
  11.2  控制系統總體設計
    11.2.1  原理框圖
    11.2.2  主要部分分析
  11.3  控制系統硬體設計
    11.3.1  硬體資源分配
    11.3.2  各部分硬體設計

  11.4  控制系統軟體程序設計
  習題
第12章  基於視覺反饋的無人艇目標跟蹤系統設計
  12.1  系統總體方案設計
    12.1.1  總體方案
    12.1.2  圖像採集與處理部分
    12.1.3  無人艇運動控制系統
  12.2  目標跟蹤演算法
    12.2.1  CamShift演算法
    12.2.2  CamShift演算法驗證
  12.3  無人艇控制模型建立及控制演算法實現
    12.3.1  無人艇的運動方程
    12.3.2  無人艇的控制方案
  習題
第13章  基於前饋解耦的船舶縱向的減搖控制系統設計
  13.1  減搖工作原理
  13.2  控制系統總體設計
    13.2.1  控制系統結構
    13.2.2  三體船解耦PID運動控制策略
    13.2.3  計算控制實現
  13.3  控制系統硬體設計
  習題
參考文獻

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