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電腦控制技術(普通高等學校機械類一流本科專業建設創新教材)

  • 作者：編者:王爽心//齊紅元|責編:朱曉穎
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030766229
  • 出版日期：2024/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：389
人民幣：RMB 98 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以反饋控制理論為基礎，從s域到z域的信號轉換出發，詳細闡述了電腦控制系統的模型分析、控制器設計及工程應用的理論和方法。本書理論聯繫實際，既注重電腦控制的基礎理論和基本方法，也涵蓋預測、模糊與神經網路等先進控制技術，並進行了「本研貫通」模塊化設計。為便於讀者對知識的理解、掌握和運用，特別設置了對重要知識點的視頻講解和程序設計，同時依托愛課程（中國大學MOOC）平台共享國家精品在線開放課程資源。
    本書可作為普通高等學校機械類、自動化類、儀器類等相關專業本科生或碩士研究生的教材或參考書，也可供有關教師、科研人員以及工程技術人員學習和參考。
作者介紹
編者:王爽心//齊紅元|責編:朱曉穎
目錄
第1章  緒論
  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  電腦控制系統的主要特點
  1.3  電腦控制系統的基本類型
    1.3.1  操作指導控制系統
    1.3.2  直接數字控制系
    1.3.3  監督電腦控制系統
    1.3.4  集中控制系統
    1.3.5  分散控制系統
    1.3.6  現場匯流排控制系
    1.3.7  網路控制系統
    1.3.8  電腦集成製造過程式控制制系統
  1.4  電腦控制的理論與設計問題
    1.4.1  信號的採樣與轉換問題
    1.4.2  離散系統模型描述及特性分析
    1.4.3  數字控制器的設計與實現
    1.4.4  控制系統模擬及性能分析
    1.4.5  控制系統的工程設計與應用技術
  1.5  電腦控制系統的發展趨勢
  本章小結
  習題與思考題
第2章  電腦控制的信號轉換及模型理論
  2.1  引言
  2.2  信號轉換原理
    2.2.1  信號的採樣過程
    2.2.2  採樣定理
    2.2.3  信號的恢復過程與零階保持器
  2.3  z變換
    2.3.1  z變換的定義
    2.3.2  z變換的方
    2.3.3  z變換的性質和定理
  2.4  z反變換
    2.4.1  長除法
    2.4.2  部分分式法
  2.43  留數法
  2.5  廣義z變換
    2.5.1  廣義z變換的定義
    2.5.2  廣義z變換與z變換的關係
  2.6  線性定常離散系統的差分方程及求解
    2.6.1  離散系統差分方程的一般描述
    2.6.2  線性定常差分方程的求解
  2.7  z傳遞函數
    2.7.1  z傳遞函數的定義
    2.7.2  z傳遞函數的求法
    2.7.3  開環z傳遞函數
    2.7.4  閉環z傳遞函數
    2.7.5  z傳遞函數的物理可實現性
  本章小結

  習題與思考題
第3章  電腦控制系統的分析
  3.1  引言
  3.2  穩定性分析
    3.2.1  s平面與z平面的關係
    3.2.2  離散系統穩定的充分必要條件
    3.2.3  修正的勞斯穩定性準則
    3.2.4  朱利穩定性準則
  3.3  暫態過程分析
    3.3.1  離散系統的階躍響應分析
    3.3.2  z平面極點分佈與暫態響應的關係
    3.3.3  採樣周期對暫態誤差的影響
  3.4  穩態過程分析
    3.4.1  基於誤差係數的穩態誤差
    3.4.2  針對系統類型的穩態誤差
    3.4.3  採樣周期對穩態誤差的影響
  3.5  z平面根軌跡分析
    3.5.1  z平面根軌跡繪製
    3.5.2  基於z平面根軌跡的穩定性分析
  3.6  頻率特性分析
    3.6.1  離散系統的頻域描述
    3.6.2  穩定性分析
  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
    4.2.1  模擬化設計方法的等效離散原理
    4.2.2  模擬化設計方法的步驟
  4.3  模擬控制器的離散化方法
    4.3.1  脈衝響應不變法
    4.3.2  階躍響應不變法
    4.3.3  差分變換法
    4.3.4  雙線性及預修正雙線性變換法
    4.3.5  零極點匹配法
    4.3.6  各種離散化方法的對比評價
  4.4  數字PID控制器的設計
    4.4.1  PID控制器的基本形式及數字化標準演算法
    4.4.2  數字PID控制演算法的改進
    4.4.3  數字PID控制器的參數整定
  4.5  史密斯預估補償控制
    4.5.1  純滯后控制問題的提出
    4.5.2  史密斯預估補償原理
    4.5.3  史密斯預估補償器的數字演算法
    4.5.4  史密斯預估補償閉環數字控制演算法及其存在的問題和解決思路
  4.6  串級控制
    4.6.1  串級控制的組成和工作原理
    4.6.2  數字串級控制系統設計
  4.7  前饋—反饋控制
    4.7.1  前饋—反饋控制系統組成

    4.7.2  數字前饋—反饋控制演算法
  4.8  解耦控制
    4.8.1  解耦控制系統設計
    4.8.2  數字解耦控制演算法
  本章小結
  習題與思考題
第5章  數字控制器的z域直接設計方法
  5.1  引言
  5.2  數字控制器D(z)的一般形式
  5.3  最少拍控制器的設計
    5.3.1  最少拍控制器設計的基本原則
    5.3.2  任意廣義被控對象的最少拍控制器設計
  5.4  最少拍控制器的工程化改進
    5.4.1  最少拍控制器存在的問題
    5.4.2  阻尼因子法設計
    5.4.3  誤差平方和最小系統設計
    5.4.4  最少拍無紋波控制器設計
    5.4.5  干擾作用下最少拍控制器設計
    5.4.6  有限拍控制器設計
  5.5  大林演算法
    5.5.1  大林演算法基本原理
    5.5.2  大林演算法與PID控制演算法之間的關係
    5.5.3  大林演算法應用中的問題及討論
  5.6  數字控制器的根軌跡設計法
  5.7  數字控制器的頻域設計法
    5.7.1  基於w變換的頻域設計法
    5.7.2  w域控制器設計
  5.8  數字控制器的電腦程序實現
    5.8.1  直接法
    5.8.2  串列法
    5.8.3  並行法
  本章小結
  習題與思考題
第6章  基於離散狀態空間模型的控制系統設計
  6.1  引言
  6.2  線性離散狀態空間模型及分析
    6.2.1  線性離散系統的狀態空間模型
    6.2.2  離散時間規範化模型
    6.2.3  線性離散系統的穩定性、可控性與可測性
  6.3  線性離散系統輸出反饋設計
    6.3.1  輸出反饋極點配置設計法
    6.3.2  單變數最少拍設計法
    6.3.3  多變數最少拍設計法
  6.4  線性離散系統狀態反饋與觀測器設計
    6.4.1  基於狀態反饋的單輸入系統極點配置設計
    6.4.2  多輸入系統狀態反饋設計法
    6.4.3  按極點配置設計狀態觀測器
    6.4.4  帶觀測器的狀態反饋控制系統設計
  6.5  Lyapunov最優狀態反饋設計
  6.6  最小能量控制系統設計

  6.7  線性二次型最優控制器設計
    6.7.1  概述
    6.7.2  LQR問題的描述
    6.7.3  LQR最優控制器設計
    6.7.4  LQR與Lyapunov最優狀態反饋控制的關係
  本章小結
  習題與思考題
第7章  電腦先進控制規律設計
  7.1  引言
  7.2  內模控制
    7.2.1  內模控制的原理
    7.2.2  內模控制器的設計
    7.2.3  內模-PID控制
    7.2.4  內模控制的離散算式
  7.3  自適應控制
    7.3.1  概述
    7.3.2  最小二乘法
    7.3.3  模型參考自適應控制演算法
    7.3.4  自校正控制器設計
  7.4  廣義預測控制
    7.4.1  預測控制的基本結構
    7.4.2  廣義預測控制的基本機理
    7.4.3  廣義預測控制基本演算法
  7.5  模糊控制
    7.5.1  概述
    7.5.2  模糊控制的數學基礎
    7.5.3  模糊控制的原理
    7.5.4  模糊控制器的設計
    7.5.5  模糊控制器的改進
  7.6  神經網路控制
    7.6.1  概述
    7.6.2  神經網路理論基礎
    7.6.3  神經網路模型與演算法
    7.6.4  神經網路控制系統的設計
  本章小結
  習題與思考題
第8章  電腦控制系統的應用技術
  8.1  引言
  8.2  電腦控制系統的基本設計原則與步驟
    8.2.1  設計原則
    8.2.2  設計步驟
    8.2.3  硬體選型設計
  8.3  電腦控制系統的軟體設計
    8.3.1  數字控制器的設計與實現
    8.3.2  數據處理技術
    8.3.3  組態軟體技術
  8.4  電腦網路控制技術
    8.4.1  網路控制系統概述
    8.4.2  網路控制系統特性分析
    8.4.3  PID網路控制器的設計

  8.5  電腦實時模擬技術
    8.5.1  概述
    8.5.2  硬體在環模擬的基本原理
    8.5.3  硬體在環模擬平台簡介
  本章小結
  習題與思考題
參考文獻

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