计算机控制技术(王直杰)
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作者编者:王直杰//任正云|
出版社化学工业
ISBN9787122454621
出版时间2024-07
装帧其他
开本其他
定价58元
货号32110526
上书时间2024-07-02
商品详情
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目录
第1章 概论
1.1 计算机控制系统的基本概念
1.2 计算机控制系统的硬件组成
1.2.1 计算机系统
1.2.2 检测仪表
1.2.3 执行机构
1.2.4 通信网络
1.2.5 IO 器件
1.2.6 人机界面
1.3 计算机控制系统的软件组成
1.3.1 系统软件
1.3.2 应用软件
1.4 几种典型计算机控制系统
1.4.1 数据采集与操作指导系统
1.4.2 直接数字控制系统
1.4.3 监督计算机控制系统
1.4.4 分级计算机控制系统
1.5 本书的主要内容
练习题
第2章 离散系统分析与设计的数学基础
2.1 模拟信号和数字信号的相互转换
2.1.1 模拟信号
2.1.2 采样信号
2.1.3 数字信号
2.2 采样过程的数学描述
2.3 采样信号的频谱分析
2.4 采样定理
2.5 信号的非理想采样与重构
2.5.1 信号的非理想采样
2.5.2 信号的非理想重构
2.6 z 变换与z 反变换
2.6.1 z 变换的定义
2.6.2 常见信号的z 变换
2.6.3 z 变换的性质和定理
2.6.4 从拉普拉斯变换式求取z 变换
2.6.5 z 反变换
2.7 用z 变换求解动态系统的差分方程
2.7.1 线性定常离散系统差分方程的一般形式
2.7.2 差分方程的迭代法求解
2.7.3 差分方程的z 变换求解
2.8 线性离散动态系统的z 传递函数
练习题
第3章 计算机控制系统的分析
3.1 计算机控制系统的简化框图
3.1.1 被控对象
3.1.2 数字控制器
3.2 计算机控制系统的z 传递函数
3.2.1 系统连续环节的z 传递函数的求取
3.2.2 闭环z 传递函数的求取
3.3 计算机控制系统的特性分析
3.3.1 过渡过程特性
3.3.2 稳定性分析
3.3.3 稳态误差分析
3.3.4 计算机控制系统的采样周期
练习题
第4章 数字控制器的间接设计方法
4.1 数字控制器间接设计方法思路
4.1.1 间接设计方法的步骤
4.1.2 控制器的离散化方法
4.2 数字PID 控制器
4.2.1 模拟PID 控制
4.2.2 数字PID 控制
4.3 改进的数字PID 控制
4.3.1 积分分离PID 算法
4.3.2 抗积分饱和PID 算法
4.3.3 不完全微分PID 算法
4.3.4 微分先行PID 算法
4.3.5 带死区的PID 算法
4.4 数字PID 控制器的参数整定方法
4.4.1 采样周期T 的选择确定
4.4.2 控制器参数K P 、T I 、T D 的选择方法
4.4.3 PID 参数整定方法总结
4.5 史密斯预估控制
4.5.1 史密斯预估补偿原理
4.5.2 史密斯预估补偿数字控制器
练习题
第5章 数字控制器的直接设计方法
5.1 数字控制器的直接设计步骤
5.2 最少拍控制系统设计
5.2.1 闭环脉冲传递函数的确定
5.2.2 典型输入下的最少拍控制系统分析
5.3 最少拍有波纹随动系统的设计
5.4 最少拍无波纹随动系统的设计
5.5 大林算法
5.5.1 大林算法的数字控制器基本形式
5.5.2 振铃现象及其消除
5.5.3 大林算法的设计步骤
练习题
第6章 离散系统状态空间分析与设计
6.1 线性离散系统的状态空间描述
6.1.1 由差分方程建立离散状态方程
6.1.2 由z 传递函数建立离散状态空间表达式
6.2 计算机控制系统状态方程
6.3 线性离散系统的z 特征方程和稳定性
6.3.1 线性离散系统的z 特征方程
6.3.2 线性离散系统的稳定性
6.4 线性离散状态方程的求解
6.5 线性离散系统的能控性和能观测性
6.6 状态反馈控制与状态观测器设计
6.6.1 状态反馈控制
6.6.2 状态观测器设计
练习题
第7章 预测PI 控制及工程实践
7.1 一阶对象的预测PI 控制器的结构
7.2 预测PI 控制系统的离散化及状态空间形式
7.3 PPI 控制器和PID 控制器的比较
7.3.1 PID 控制器简介
7.3.2 PID 控制系统的结构及其状态空间形式
7.3.3 仿真比较
7.4 预测PI 控制器和简化的预测PI 控制器的比较
7.4.1 SPPI 控制器的结构和状态空间形式
7.4.2 PPI 和SPPI 控制系统的性能分析
7.5 积分系统的双预测PI 控制
7.5.1 简介
7.5.2 双预测PI 控制系统的结构及状态空间形式
7.5.3 仿真比较
7.6 双预测PI 控制算法在生物发酵罐温度控制中的应用
7.6.1 过程描述
7.6.2 模型的建立
7.6.3 控制系统的设计
7.6.4 仿真实验
7.6.5 与PI、PD、PID 控制算法的性能比较
7.6.6 实际控制效果
练习题
第8章 计算机集散控制系统及其前沿技术
8.1 集散控制系统的组成
8.1.1 DCS 的结构
8.1.2 现场总线控制系统
8.2 集散控制系统现场控制层的硬件设备
8.2.1 数据采集设备
8.2.2 微处理器系统
8.2.3 智能仪表
8.2.4 可编程控制器系统
8.2.5 可编程自动化控制器PAC
内容摘要
本书系统地讲述了计算机控制系统基本原理与实现技术。全书共9章，分为四部分：①计算机控制的理论基础，包括计算机控制的基本概念、系统信号分析、计算机控制系统的分析方法；②计算机控制系统设计，包括间接设计法（PID控制、史密斯预估法）、直接设计法（最少拍无波纹设计、大林算法）和离散系统状态空间分析与设计方法；③计算机控制系统工程实现技术，包括预测PI控制的性能及使用方法，集散控制系统、现场总线等典型的计算机控制系统以及人工智能、工业大数据、工业互联网在计算机控制系统中的应用；④介绍三组实验，包括以单片机为核心构建的简单的计算机控制系统、以CODESYS为核心构建的集散控制系统和预测PI控制实验。
本书可作为高等学校自动化、计算机应用、信息工程等专业高年级本科生和研究生的教材，也可作为相关专业领域科研和工程技术人员的参考书。
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