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計算機控制系統(第二版) 版權信息
- ISBN：9787030771346
- 條形碼：9787030771346 ; 978-7-03-077134-6
- 裝幀：平裝膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
計算機控制系統(第二版) 內容簡介
本書系統地介紹了計算機控制系統的基礎知識、設計方法和典型應用。全書共10章，第1章緒論部分主要介紹計算機控制系統的組成、分類，典型計算控制系統的發展及國產化現狀，作為思政內容；第2章介紹了計算機的輸入/輸出接口及過程通道，以船用艦載機的工作環境監控系統為例綜合講解；第3章介紹了計算機控制系統的數學描述；第4章至第9章分別介紹了計算機控制系統的特性分析、頻率響應計算方法，魯棒穩定性分析方法及各種經典設計方法，并結合具體實例進行了應用；第10-13章通過幾個具體的科研實例介紹了計算機控制系統的設計思想，設計步驟，設計過程。本書結合了目前流行的優選控制理論和作者近年來的研究，除了經典的設計方法，還從現代控制系統設計的角度應用不同的方法對計算機控制系統進行了魯棒穩定性分析和設計。書中既有理論分析又有應用實例，讀者通過對本書的學習,除了能掌握一定的計算機控制的基本理論和分析、設計方法,還可以通過書中的各典型應用實例，掌握設計和應用技巧，大大提高工程設計的能力。
計算機控制系統(第二版) 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1自動控制系統概述 1
1.2計算機控制系統的組成和基本原理 2
1.3常用計算機控制系統主機 4
1.3.1 工控機 4
1.3.2可編程邏輯控制器 5
1.3.3 單片機 5
1.3.4數字信號處理器 6
1.3.5 ARM處理器 7
1.4計算機控制系統的特點 7
1.5典型計算機控制系統 8
1.6計算機控制系統分類 9
1.6.1按功能和結構特點分類 9
1.6.2按控制規律分類 12
1.7計算機控制系統的發展趨勢 13
習題 14
第2章計算機輸入/輸出接口與過程通道 15
2.1總線技術 15
2.1.1總線的基本概念及特點 15
2.1.2總線的分類 16
2.1.3總線標準 17
2.1.4常用外部總線 18
2.2數字量輸入通道 18
2.3數字量輸出通道 20
2.4模擬量輸入通道 22
2.4.1傳感器及其測量線路 22
2.4.2信號調節放大電路 30
2.4.3數據采集與處理方法 35
2.4.4 A/D轉換器 38
2.5模擬量輸出通道 43
2.5.1 D/A轉換器的工作原理 44
2.5.2 D/A轉換器的技術指標 45
2.5.3 DAC0832 46習題 50
第3章計算機控制系統的數學描述 51
3.1信號的類型與采樣的形式 51
3.1.1信號的類型 51
3.1.2采樣的形式 52
3.2信號的采樣與重構 52
3.2.1采樣過程及采樣定理 52
3.2.2連續信號的重構 58
3.3 z變換與 z逆變換 61
3.3.1脈沖響應和卷積和 61
3.3.2 z變換 62
3.3.3 z逆變換 65
3.4 z差分方程與離散傳遞函數 66
3.4.1線性差分方程 66
3.4.2脈沖傳遞函數 (z傳遞函數 ) 68
3.5計算機控制系統的離散化模型 69
3.5.1連續對象的 ZOH離散化 69
3.5.2具有連續時滯對象的改進 z變換 71
習題 72
第4章計算機控制系統的特性分析 73
4.1計算機控制系統的穩定性 73
4.1.1穩定性條件及穩定性判據 73
4.1.2采樣周期對系統穩定性的影響 80
4.2計算機控制系統的穩態性能 81
4.2.1穩態誤差的定義 81
4.2.2典型輸入信號下的穩態誤差分析 82
4.2.3采樣周期對穩態性能的影響 85
4.3計算機控制系統的動態特性 88
4.3.1零極點分布與系統的動態響應 88
4.3.2系統的動態性能指標 90
4.3.3采樣周期對系統動態特性的影響 93
習題 94
第5章計算機控制系統的頻率響應 95
5.1基于時間域提升技術的頻率響應計算 95
5.2基于頻域提升技術的頻率響應計算 96
5.3計算機控制系統頻率響應的直接計算 98
5.4典型應用Ⅰ——球 -桿系統 103
5.5典型應用Ⅱ——時滯不確定采樣系統 108
5.5.1時滯不確定系統的穩定性分析 109
5.5.2 算例 111
5.6典型應用Ⅲ——力覺接口的無源性設計 114
5.6.1無源性及無源性條件 115
5.6.2系統設計 118
習題 120
第6章計算機控制系統的連續化設計 121
6.1數字控制器的連續化設計 121
6.1.1設計原理和步驟 121
6.1.2連續控制器的離散化方法 121
6.2 數字 PID控制算法 125
6.2.1 位置式 PID算法 126
6.2.2 增量式 PID算法 126
6.2.3 數字 PID算法的改進 127
6.3 數字 PID控制器的參數整定 129
習題 131
第7章計算機控制系統的魯棒穩定性分析 133
7.1不確定性及小增益定理 133
7.1.1對象的不確定性 133
7.1.2不確定性和魯棒性 136
7.1.3范數有界不確定性 136
7.1.4小增益定理 137
7.2魯棒穩定性分析的新方法 138
習題 142
第8章 計算機控制系統的離散化設計 143
8.1 概述 143
8.2*少拍控制器設計 144
8.2.1典型輸入下的*少拍控制器設計 144
8.2.2*少拍有紋波控制器設計 147
8.2.3*少拍無紋波控制器設計 148
8.3具有純滯后對象的控制系統設計 149
8.3.1史密斯預估器 149
8.3.2達林算法 151
8.4串級控制 151
8.4.1串級控制的結構和原理 151
8.4.2數字串級控制算法 152
8.5 前饋 -反饋控制 153
8.5.1 前饋 -反饋控制的結構和原理 153
8.5.2數字前饋 -反饋控制算法 153
8.6解耦控制 154
8.6.1解耦控制原理 154
vi 計算機控制系統
8.6.2多變量解耦控制方法 155習題 157
第9章 計算機控制系統的狀態空間法設計 159
9.1系統的離散狀態空間描述 159
9.1.1連續狀態方程的離散化 159
9.1.2矩陣指數及其積分的計算 160
9.1.3 z傳遞函數矩陣 161
9.2能控性與能觀測性 162
9.3狀態反饋控制律的極點配置設計 163
9.4狀態觀測器設計 163
9.4.1全狀態觀測器 163
9.4.2降階觀測器 164
9.5具有狀態觀測器的狀態反饋控制律設計 165
9.6線性二次型*優調節器設計 166
9.6.1有限時間*優調節器設計 166
9.6.2無限時間*優調節器設計 168
9.7*優狀態估計——離散卡爾曼濾波器 169
習題 171
第10章 計算機控制系統的工程設計及應用 172
10.1系統的設計原則與步驟 172
10.1.1設計原則 172
10.1.2設計步驟 173
10.2計算機控制系統的可靠性技術 174
10.2.1控制系統的抗干擾設計 174
10.2.2系統的軟件可靠性設計 175
10.3計算機控制系統的工程設計與實現 175
10.4計算機溫度控制系統設計舉例 177
習題 182
第11章 一階機械臂位置控制系統設計 183
11.1直流電動機帶動機械臂系統建模 183
11.1.1直流電機的機械特性 183
11.1.2方案選擇 183
11.1.3數學建模 184
11.2控制系統總體設計 185
11.2.1原理框圖 185
11.2.2主要部分分析 186
11.3控制系統硬件設計 188
11.3.1硬件資源分配 188
11.3.2各部分硬件設計 188
11.4控制系統軟件程序設計 191
習題 192
第12章 基于視覺反饋的無人艇目標跟蹤系統設計 193
12.1系統總體方案設計 193
12.1.1總體方案 193
12.1.2圖像采集與處理部分 193
12.1.3無人艇運動控制系統 195
12.2目標跟蹤算法 197
12.2.1 CamShift算法 197
12.2.2 CamShift算法驗證 198
12.3無人艇控制模型建立及控制算法實現 199
12.3.1無人艇的運動方程 199
12.3.2無人艇的控制方案 199
習題 200
第13章 基于前饋解耦的船舶縱向的減搖控制系統設計 201
13.1減搖工作原理 201
13.2控制系統總體設計 203
13.2.1控制系統結構 203
13.2.2三體船解耦 PID運動控制策略 203
13.2.3計算控制實現 206
13.3控制系統硬件設計 207
習題 208
參考文獻 209
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