计算机控制系统

图书标准信息

• 作者 张三同 编者；责编:文怡
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2023-12
• 版次 1
• ISBN 9787302650621
• 定价 89.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 416页
• 字数 0.67千字

【内容简介】

本书主要介绍计算机控制系统的基础理论、设计方法和工程实现，基于经典案例来体现主要内容，突出本课程理论联系实际的特点，将matlab用于计算机控制系统的分析和控制器的设计，引导读者循序渐进地进行计算机控制系统的分析、设计和实现。

本书提供大量的设计及实现代码，以及ppt课件、电子教案、知识图谱、题等配套电子资源，方便教师备课和参。

本书可作为高等院校自动化类、电气类、仪器类等相关专业的本科生和教材，也可供相关领域的教师、科研人员以及工程技术人员学参。

【作者简介】

"张三同 ，北京交通大学副教授、硕士生导师。长期从事控制工程和故障诊断理论的和科研工作，讲授“计算机控制系统”“自动控制”“g技术及应用”等课程。主持航天科技重点项目1项，参与自然科学项目5项。出版自动控制理论方面教材1部。

张文静，北京交通大学副研究员、硕士生导师。长期从事控制理论及列车运行控制的和科研工作，讲授“控制系统设计”“计算机控制系统”“单片机及应用设计”等课程。近5年发表学术近20篇。主持重点研发计划项目3项，航空科学项目2项。出版列车运行控制方面的教材1部。

苗宇，北京交通大学副教授、硕士生导师。长期从事控制理论的和科研工作，讲授“自动控制”“计算机控制系统”等课程，出版自动控制方面的教材1部。

孙绪彬 ，北京交通大学副教授、硕士生导师。长期从事轨道交通控制的和科研工作，讲授“计算机控制系统”和“计算机与接技术”等课程。近5年发表ci源刊5篇。主持过自然科学项目1项、“863”项目子课题1项。获国际会议2012 ical物流类很好，研究成果入选北京市科协主办的“2021年度北京地区广受关注学术成果”。所开发的列车驾驶辅助系统应用于大莱龙铁路。"

【目录】

章绪论

1．1概述

1.1.1计算机控制系统

1.1.2计算机控制系统的组成

1.1.3计算机控制系统的控制器

1.2计算机控制系统的典型应用形式

1.2.1作指导系统

1.2.2直接数字控制系统

1.2.3监督计算机控制系统

1.2.4集散控制系统

1.2.5现场线控制系统

1.2.6综合自动化系统

1.3计算机控制系统的发展历程和发展趋势

1.3.1计算机控制系统的发展概况

1.3.2计算机控制系统的发展趋势

1.4计算机控制系统的理论与设计

1.4.1计算机控制系统的理论

1.4.2计算机控制系统的设计

1.5本章小结

题

第2章计算机控制系统的数学描述

2.1计算机控制系统中的信号描述

2.2采样过程的数学描述

2.2.1理想采样过程的数学描述

2.2.2采样信号的拉普拉斯变换式

2.2.3采样信号拉普拉斯变换式的质

2.2.4采样信号拉普拉斯变换式的频域特

2.2.5采样定理

2.3信号保持

2.4z变换理论

2.4.1z变换定义

2.4.2z变换方法

2.4.3z变换质

2.4.4z反变换

2.5离散系统的差分方程模型

2.5.1差分方程

2.5.2差分方程的迭代求解

2.5.3用z变换法求解差分方程

2.6脉冲传递函数

2.6.1脉冲传递函数的定义

2.6.2脉冲传递函数的物理意义

2.6.3脉冲传递函数与差分方程

2.6.4脉冲传递函数的求法 

2.6.5开环系统脉冲传递函数

2.6.6闭环离散系统脉冲传递函数

2.6.7计算机控制系统的闭环脉冲传递函数

2.7离散系统的频率特

2.7.1离散系统频率特的计算

2.7.2离散系统频率特的图解表示

2.8离散系统的空间描述——方程

2.8.1由差分方程建立离散系统空间表达式

2.8.2由脉冲传递函数建立离散方程

2.8.3方程的求解

2.8.4计算机控制系统的开环空间表达式的建立

2.8.5计算机控制系统的闭环空间表达式的建立

2.9本章小结

题

第3章计算机控制系统分析

3.1稳定分析

3.1.1离散系统的稳定

3.1.2离散系统的稳定判据

3.2稳态能分析

3.2.1稳态误差计算

3.2.2典型计算机控制系统稳态误差计算

3.3动态能分析

3.4根轨迹法的应用

3.5频率法的应用

3.6本章小结

题

第4章数字控制器的间接设计方法

4.1数字控制器的间接设计

4.2工程离散化方法

4.2.1前向差分变换法

4.2.2后向差分变换法

4.2.3双线变换法

4.2.4频率预畸变双线变换法

4.2.5脉冲响应不变法

4.2.6阶跃响应不变法

4.2.7零极点匹配法

4.3应用实例

4.4本章小结

题

第5章数字pid控制器的设计方法

5.1数字pid控制基本算法

5.2数字pid控制的改进算法

5.2.1数字pid控制的微分改进算法

5.2.2数字pid控制的积分改进算法

5.2.3数字pid控制的其他改进算法

5.3smith预估补偿数字pid控制器

5.3.1smith预估补偿控制方法

5.3.2smith预估补偿数字pid控制器设计

5.3.3设计实例

5.4分数阶数字pid控制器

5.4.1分数阶微积分简介

5.4.2分数阶控制器分类

5.4.3分数阶控制器参数整定

5.4.4设计实例

5.5数字pid控制器的参数整定

5.5.1pid参数对系统能的影响

5.5.2试凑法整定pid参数

5.5.3经验法整定pid参数

5.5.4基于pid tuner的控制器参数整定

5.6pid应用实例

5.7本章小结

题

第6章数字控制器的直接设计方法

6.1离散化直接设计基本

6.1.1时域能指标要求

6.1.2频域能指标要求

6.1.3离散化直接设计基本过程及原则

6.2数字控制器的根轨迹设计

6.2.1z面根轨迹

6.2.2根轨迹设计法

6.2.3设计实例

6.3数字控制器的频域设计

6.3.1w变换

6.3.2w域设计法

6.3.3设计实例

6.4小拍控制器的设计

6.4.1简单对象的小拍有纹波控制器设计

6.4.2复杂对象的小拍有纹波控制器设计

6.4.3小拍无纹波控制器设计

6.4.4调节时间的讨论

6.4.5小拍控制器的改进

6.5大林算法

6.5.1大林算法

6.5.2振铃现象及其消除

6.5.3设计实例

6.6本章小结

题

第7章空间法分析与设计

7.1系统空间表达式

7.1.1连续系统空间模型

7.1.2离散系统空间模型

7.2系统的可控与可观

7.2.1系统可控

7.2.2系统可观

7.3反馈极点配置法设计系统

7.3.1系数匹配法

7.3.2ackermann公式

7.4系统观测器的设计

7.4.1预测观测器

7.4.2现值观测器

7.4.3降维观测器

7.5极点配置的控制器设计

7.5.1分离

7.5.2控制器设计

7.6有参输入的极点配置的控制器设计

7.6.1带参输入的反馈设计

7.6.2带参输入的极点配置的控制器设计

7.7二次型很优设计

7.7.1二次型代价函数

7.7.2动态规划理论

7.7.3线系统二次型很优控制

7.7.4二次型很优稳态调节器

7.8本章小结

题

第8章计算机控制系统工程实现

8.1计算机控制系统组成

8.2输入和输出通道

8.2.1模拟量输入通道

8.2.2模拟量输出通道

8.2.3数字量输入通道

8.2.4数字量输出通道

8.2.5信号的滤波

8.3线技术

8.3.1线的分类

8.3.2常用线接

8.3.3现场线与以太网

8.3.4交通行业的应用实例

8.4控制系统的软、硬件实现技术

8.4.1嵌入式控制系统

8.4.2可编程逻辑控制器系统

8.4.3分布式控制系统

8.4.4过程控制的软件系统

8.5优选控制算法的集成技术

8.5.1动态数据交换通信技术

8.5.2用于过程控制的ole通信技术

8.5.3activex通信方式

8.6可靠及容错技术

8.6.1电磁抗干扰技术

8.6.2冗余设计

8.6.3看门计时器

8.7本章小结

题

第9章嵌入式系统及可编程逻辑控制器

9.1嵌入式系统

9.1.1概述

9.1.2软、硬件协同设计技术

9.1.3实时作系统

9.1.4嵌入式系统的开发

9.1.5嵌入式系统的设计实例

9.2可编程逻辑控制器

9.2.1概述

9.2.2plc的结构和工作

9.2.3plc常用编程语言

9.2.4plc的选用及其应用实例

9.2.5plc的网络系统

9.3本章小结

题

参文献