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計算機控制原理與應用 版權信息
- ISBN：9787811241679
- 條形碼：9787811241679 ; 978-7-81124-167-9
- 裝幀：暫無
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
計算機控制原理與應用 內容簡介
本書深入淺出地、系統地論述了計算機控制系統的理論和應用。作為學習計算機控制系統的前提，概括地介紹了連續控制系統。非線性控制系統是自動控制的一個重要領域，書中簡要介紹了非線性控制的基本概念和基本研究方法。對得到廣泛應用的連續和離散PID控制器，單獨列為一章，深入地闡述了這類控制器的結構、算法和參數整定。從應用的角度介紹了可編程序控制器（PLC）。現代控制理論在越來越多的工程中得到應用，本書簡要地對狀態空間法進行了討論。每章都附有習題，書后附有絕大部分習題的參考答案。書中使用的MATLAB程序，均在MATLAB 7.0版本上運行過。
本書可作為大學本科生的教材，也可供有關教師和工程技術人員參考。
計算機控制原理與應用 目錄
第1章 引 論
1.1 計算機控制系統的基本概念
1.1.1 計算機控制系統
1.1.2 控制系統的分類
1.1.3 計算機控制系統的分類
1.1.4 計算機控制系統實現中的實際問題
1.2 計算機控制系統的研究內容和對系統的基本要求
1.2.1 計算機控制系統的研究內容
1.2.2 對計算機控制系統的基本要求
1.3 歷史回顧
1.4 計算機集成制造系統
習題
第2章 線性連續控制系統
2.1 引 言
2.1.1 單輸入單輸出控制系統
2.1.2 常用輸入信號
2.2 拉普拉斯變換
2.2.1 拉普拉斯變換的定義
2.2.2 拉普拉斯變換定理
2.2.3 拉普拉斯逆變換
2.2.4 用拉普拉斯變換法解線性常系數微分方程
2.3 物理系統的數學模型
2.3.1 線性元件的微分方程
2.3.2 隨動系統的微分方程
2.4 傳遞函數和方框圖
2.4.1 傳遞函數和微分方程
2.4.2 電子網絡的傳遞函數
2.4.3 簡單方框圖的傳遞函數
2.4.4 方框圖簡化
2.5 傳遞函數和信號流圖
2.5.1 信號流圖定義
2.5.2 梅遜增益公式
2.6 控制系統的時域分析
2.6.1 脈沖響應和階躍響應
2.6.2 時域性能指標
2.6.3 一階系統的動態響應
2.6.4 二階系統的動態響應
2.6.5 高階系統分析
2.6.6 穩態誤差分析
2.6.7 用MATLAB繪制單位階躍響應和單位脈沖響應
2.6.8 穩定性分析
2.7 根軌跡
2.7.1 根軌跡法
2.7.2 根軌跡圖的繪制
2.7.3 用MATLAB繪制根軌跡圖
2.8 頻率響應的概念
2.8.1 頻率響應法
2.8.2 頻率特性的圖形表示
2.8.3 典型環節的對數頻率特性
2.8.4 頻域性能指標
2.8.5 開環傳遞函數的頻率特性
2.8.6 時域和頻域響應之間的關系
2.8.7 用MATLAB進行頻域分析
2.9 復合控制系統
2.9.1 對輸入前饋補償的復合控制系統
2.9.2 對擾動前饋補償的復合控制系統
2.10 控制系統設計
2.10.1 校正裝置的結構
2.10.2 校正裝置的特性
2.10.3 根軌跡校正
2.10.4 頻率校正
習題
第3章 非線性控制系統
3.1 非線性數學模型的線性化
3.2 控制系統中的典型非線性特性
3.3 非線性系統的特性
3.3.1 疊加原理不成立
3.3.2 穩定性問題
3.3.3 極限環（自激振蕩）
3.3.4 畸變現象
3.4 非線性系統的分析方法
3.4.1 描述函數法
3.4.2 相平面法
3.4.3 李雅普諾夫方法
3.4.4 反饋線性化方法
3.4.5 計算機仿真
3.5 描述函數法
3.5.1 描述函數法的基本概念
3.5.2 典型非線性環節的描述函數
3.5.3 用描述函數法分析非線性系統的穩定性
3.6 相平面法
3.6.1 相平面法的基本概念
3.6.2 相軌跡的性質
3.6.3 相軌跡圖的繪制
3.6.4 由相軌跡求時間信息
3.6.5 非線性系統的相平面分析
3.7 用MATLAB分析非線性系統
3.7.1 用MATLAB進行描述函數法分析
3.7.2 用MATLAB進行相平面分析
習題
第4章 線性離散時間系統
4.1 引 言
4.2 差分方程
4.3 采樣定理
4.3.1 采樣過程及采樣信號的頻譜
4.3.2 香農采樣定理
4.3.3 零階保持器
4.4 z變換
4.4.1 z變換定義
4.4.2 z變換定理
4.4.3 z逆變換
4.4.4 用z變換求解差分方程
4.5 離散系統的傳遞函數和方框圖
4.5.1 離散傳遞函數與差分方程
4.5.2 開環z傳遞函數
4.5.3 閉環z傳遞函數
4.5.4 離散系統的穩態誤差
4.6 離散系統的極點、零點和穩定性
4.6.1 離散系統的極點與零點
4.6.2 s平面到z平面的映射
4.6.3 離散系統的穩定性
4.6.4 雙線性變換
4.6.5 勞斯穩定性判據
4.6.6 朱利穩定性判據
4.7 離散系統的根軌跡
4.7.1 根軌跡圖
4.7.2 z平面上的等阻尼比線
4.8 離散系統的頻率響應
4.8.1 對數頻率特性
4.8.2 極坐標頻率特性
4.8.3 用MATLAB繪制離散系統的頻率特性曲線
4.9 利用Simulink對離散系統進行建模和仿真
習題
第5章 計算機控制系統設計
5.1 引 言
5.1.1 濾波器的基本原理與設計
5.1.2 計算機控制系統連續化設計方法
5.1.3 計算機控制系統離散化設計方法
5.2 有限拍控制
5.2.1 有限拍控制系統設計
5.2.2 有限拍無波紋控制系統
5.2.3 有限拍設計的改進
5.3 根軌跡法
5.4 雙線性變化法
5.5 帶純滯后被控對象的控制系統設計
5.5.1 大林算法
5.5.2 史密斯預報器
習題
第6章 PID控制
6.1 引 言
6.2 模擬和數字PID算法
6.2.1 模擬PID算法
6.2.2 數字PID算法
6.3 數字PID的改進算法
6.3.1 積分分離PID控制算法
6.3.2 不完全微分PID控制算法
6.3.3 帶死區的PID控制算法
6.4 模擬和數字PID參數整定
6.4.1 模擬PID參數整定
6.4.2 數字PID參數整定
6.4.3 PID控制的自整定方法
6.5 模擬和數字PDF和PDFF算法
6.5.1 PDF算法
6.5.2 PDFF算法
6.5.3 PID、PDF和PDFF控制系統
6.6 PDF和PDFF參數整定
6.6.1 用標準濾波器進行參數整定
6.6.2 被控對象為單積分
6.6.3 被控對象為雙積分
習題
第7章 可編程序控制器
7.1 引 言
7.2 可編程序控制器的組成和工作原理
7.2.1 可編程序控制器的組成
7.2.2 可編程序控制器的工作原理
7.3 可編程序控制器的編程方式
7.3.1 可編程序控制器的編程語言
7.3.2 梯形圖的主要特點及編程元件
7.3.3 可編程序控制器的指令及編程方法
7.4 可編程序控制器通信與網絡功能
7.4.1 可編程序控制器的通信功能
7.4.2 可編程序控制器網絡
習題
第8章 狀態空間法
8.1 數學基礎——矩陣
8.1.1 向量及向量運算
8.1.2 矩陣及矩陣運算
8.2 狀態空間法的基本概念
8.3 連續系統的狀態空間模型
8.3.1 由微分方程建立狀態空間模型
8.3.2 多輸入多輸出系統的狀態空間模型
8.3.3 非線性定常系統與非線性時變系統的狀態空間模型
8.3.4 狀態方程求解
8.3.5 狀態空間模型與傳遞函數之間的等效轉換
8.3.6 傳遞矩陣
8.4 離散系統的狀態空間模型
8.4.1 由差分方程建立離散狀態空間模型
8.4.2 多輸入多輸出離散系統的狀態空間模型
8.4.3 離散狀態方程的求解
8.4.4 離散狀態空間模型與z傳遞函數之間的等效轉換
8.4.5 z傳遞函數矩陣
8.5 能控性和能觀測性
8.5.1 能控性和能觀測性的基本概念
8.5.2 連續系統能控性和能觀測性判據
8.5.3 離散系統能控性和能觀測性判據
8.5.4 對偶原理
8.6 控制系統的狀態空間設計
8.6.1 連續系統的狀態反饋控制器設計
8.6.2 離散系統的狀態反饋控制器設計
習題
附錄 部分習題參考答案
參考文獻
1.1 計算機控制系統的基本概念
1.1.1 計算機控制系統
1.1.2 控制系統的分類
1.1.3 計算機控制系統的分類
1.1.4 計算機控制系統實現中的實際問題
1.2 計算機控制系統的研究內容和對系統的基本要求
1.2.1 計算機控制系統的研究內容
1.2.2 對計算機控制系統的基本要求
1.3 歷史回顧
1.4 計算機集成制造系統
習題
第2章 線性連續控制系統
2.1 引 言
2.1.1 單輸入單輸出控制系統
2.1.2 常用輸入信號
2.2 拉普拉斯變換
2.2.1 拉普拉斯變換的定義
2.2.2 拉普拉斯變換定理
2.2.3 拉普拉斯逆變換
2.2.4 用拉普拉斯變換法解線性常系數微分方程
2.3 物理系統的數學模型
2.3.1 線性元件的微分方程
2.3.2 隨動系統的微分方程
2.4 傳遞函數和方框圖
2.4.1 傳遞函數和微分方程
2.4.2 電子網絡的傳遞函數
2.4.3 簡單方框圖的傳遞函數
2.4.4 方框圖簡化
2.5 傳遞函數和信號流圖
2.5.1 信號流圖定義
2.5.2 梅遜增益公式
2.6 控制系統的時域分析
2.6.1 脈沖響應和階躍響應
2.6.2 時域性能指標
2.6.3 一階系統的動態響應
2.6.4 二階系統的動態響應
2.6.5 高階系統分析
2.6.6 穩態誤差分析
2.6.7 用MATLAB繪制單位階躍響應和單位脈沖響應
2.6.8 穩定性分析
2.7 根軌跡
2.7.1 根軌跡法
2.7.2 根軌跡圖的繪制
2.7.3 用MATLAB繪制根軌跡圖
2.8 頻率響應的概念
2.8.1 頻率響應法
2.8.2 頻率特性的圖形表示
2.8.3 典型環節的對數頻率特性
2.8.4 頻域性能指標
2.8.5 開環傳遞函數的頻率特性
2.8.6 時域和頻域響應之間的關系
2.8.7 用MATLAB進行頻域分析
2.9 復合控制系統
2.9.1 對輸入前饋補償的復合控制系統
2.9.2 對擾動前饋補償的復合控制系統
2.10 控制系統設計
2.10.1 校正裝置的結構
2.10.2 校正裝置的特性
2.10.3 根軌跡校正
2.10.4 頻率校正
習題
第3章 非線性控制系統
3.1 非線性數學模型的線性化
3.2 控制系統中的典型非線性特性
3.3 非線性系統的特性
3.3.1 疊加原理不成立
3.3.2 穩定性問題
3.3.3 極限環（自激振蕩）
3.3.4 畸變現象
3.4 非線性系統的分析方法
3.4.1 描述函數法
3.4.2 相平面法
3.4.3 李雅普諾夫方法
3.4.4 反饋線性化方法
3.4.5 計算機仿真
3.5 描述函數法
3.5.1 描述函數法的基本概念
3.5.2 典型非線性環節的描述函數
3.5.3 用描述函數法分析非線性系統的穩定性
3.6 相平面法
3.6.1 相平面法的基本概念
3.6.2 相軌跡的性質
3.6.3 相軌跡圖的繪制
3.6.4 由相軌跡求時間信息
3.6.5 非線性系統的相平面分析
3.7 用MATLAB分析非線性系統
3.7.1 用MATLAB進行描述函數法分析
3.7.2 用MATLAB進行相平面分析
習題
第4章 線性離散時間系統
4.1 引 言
4.2 差分方程
4.3 采樣定理
4.3.1 采樣過程及采樣信號的頻譜
4.3.2 香農采樣定理
4.3.3 零階保持器
4.4 z變換
4.4.1 z變換定義
4.4.2 z變換定理
4.4.3 z逆變換
4.4.4 用z變換求解差分方程
4.5 離散系統的傳遞函數和方框圖
4.5.1 離散傳遞函數與差分方程
4.5.2 開環z傳遞函數
4.5.3 閉環z傳遞函數
4.5.4 離散系統的穩態誤差
4.6 離散系統的極點、零點和穩定性
4.6.1 離散系統的極點與零點
4.6.2 s平面到z平面的映射
4.6.3 離散系統的穩定性
4.6.4 雙線性變換
4.6.5 勞斯穩定性判據
4.6.6 朱利穩定性判據
4.7 離散系統的根軌跡
4.7.1 根軌跡圖
4.7.2 z平面上的等阻尼比線
4.8 離散系統的頻率響應
4.8.1 對數頻率特性
4.8.2 極坐標頻率特性
4.8.3 用MATLAB繪制離散系統的頻率特性曲線
4.9 利用Simulink對離散系統進行建模和仿真
習題
第5章 計算機控制系統設計
5.1 引 言
5.1.1 濾波器的基本原理與設計
5.1.2 計算機控制系統連續化設計方法
5.1.3 計算機控制系統離散化設計方法
5.2 有限拍控制
5.2.1 有限拍控制系統設計
5.2.2 有限拍無波紋控制系統
5.2.3 有限拍設計的改進
5.3 根軌跡法
5.4 雙線性變化法
5.5 帶純滯后被控對象的控制系統設計
5.5.1 大林算法
5.5.2 史密斯預報器
習題
第6章 PID控制
6.1 引 言
6.2 模擬和數字PID算法
6.2.1 模擬PID算法
6.2.2 數字PID算法
6.3 數字PID的改進算法
6.3.1 積分分離PID控制算法
6.3.2 不完全微分PID控制算法
6.3.3 帶死區的PID控制算法
6.4 模擬和數字PID參數整定
6.4.1 模擬PID參數整定
6.4.2 數字PID參數整定
6.4.3 PID控制的自整定方法
6.5 模擬和數字PDF和PDFF算法
6.5.1 PDF算法
6.5.2 PDFF算法
6.5.3 PID、PDF和PDFF控制系統
6.6 PDF和PDFF參數整定
6.6.1 用標準濾波器進行參數整定
6.6.2 被控對象為單積分
6.6.3 被控對象為雙積分
習題
第7章 可編程序控制器
7.1 引 言
7.2 可編程序控制器的組成和工作原理
7.2.1 可編程序控制器的組成
7.2.2 可編程序控制器的工作原理
7.3 可編程序控制器的編程方式
7.3.1 可編程序控制器的編程語言
7.3.2 梯形圖的主要特點及編程元件
7.3.3 可編程序控制器的指令及編程方法
7.4 可編程序控制器通信與網絡功能
7.4.1 可編程序控制器的通信功能
7.4.2 可編程序控制器網絡
習題
第8章 狀態空間法
8.1 數學基礎——矩陣
8.1.1 向量及向量運算
8.1.2 矩陣及矩陣運算
8.2 狀態空間法的基本概念
8.3 連續系統的狀態空間模型
8.3.1 由微分方程建立狀態空間模型
8.3.2 多輸入多輸出系統的狀態空間模型
8.3.3 非線性定常系統與非線性時變系統的狀態空間模型
8.3.4 狀態方程求解
8.3.5 狀態空間模型與傳遞函數之間的等效轉換
8.3.6 傳遞矩陣
8.4 離散系統的狀態空間模型
8.4.1 由差分方程建立離散狀態空間模型
8.4.2 多輸入多輸出離散系統的狀態空間模型
8.4.3 離散狀態方程的求解
8.4.4 離散狀態空間模型與z傳遞函數之間的等效轉換
8.4.5 z傳遞函數矩陣
8.5 能控性和能觀測性
8.5.1 能控性和能觀測性的基本概念
8.5.2 連續系統能控性和能觀測性判據
8.5.3 離散系統能控性和能觀測性判據
8.5.4 對偶原理
8.6 控制系統的狀態空間設計
8.6.1 連續系統的狀態反饋控制器設計
8.6.2 離散系統的狀態反饋控制器設計
習題
附錄 部分習題參考答案
參考文獻
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