可编程序控制器原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:宋建成

出品人:

页数:267

译者:

出版时间:2004-1

价格:24.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030126740

丛书系列:

图书标签:

自动化
PLC
可编程控制器
工业自动化
电气控制
原理
应用
技术
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具体描述

可编程序控制器（PLC）是20世纪70年代问世的通用自动控制装置，是集顺序逻辑控制、回路调节、图形监视、网络通信于一体的综合自动化系统，被广泛应用于控制各种机械设备的生产过程。　　本书共分为9章，可作为本科生学习PLC技术的教材，也可作为相关专业人员的参考书。

现代控制系统设计与实现：从理论基石到前沿探索作者：资深自动化工程专家团队出版社：科技前沿出版社出版日期： 2024年春季定价： 128.00 元 --- 内容简介：驾驭复杂系统的核心技术本书旨在为广大学校的工科学生、从事工业自动化和过程控制的工程师，以及对现代控制理论有浓厚兴趣的专业人士，提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考著作。它并非聚焦于某一特定硬件平台（如可编程序控制器），而是立足于控制工程的普适性理论框架、先进的算法设计，以及复杂系统集成的最新趋势。本书结构清晰，内容覆盖了从经典的反馈控制理论到尖端的智能控制策略，旨在培养读者“设计”而非仅仅“配置”现代控制系统的能力。我们坚信，只有深刻理解背后的数学原理和工程哲学，才能在瞬息万变的工业环境中游刃有余。 --- 第一部分：控制理论的数学基石与系统建模（约 350 字）本部分着重于为后续的算法设计打下坚实的理论基础。我们摒弃了过于简化的初级模型，直接深入到更具工程实用价值的数学描述方法。第一章：现代控制系统的数学描述详细阐述了连续时间系统和离散时间系统的频域分析（如Bode图、Nyquist图的深入解读及其在稳定性裕度计算中的应用）与时域分析（如状态转移矩阵的求解与解析）。重点讨论了非线性系统的相平面分析法和描述函数法，为理解系统行为的本质提供了强大的工具。第二章：系统辨识与参数估计在实际工程中，系统的精确数学模型往往是未知的。本章系统介绍了系统辨识的理论框架，包括参数估计方法（如最小二乘法、递推最小二乘法）和结构辨识方法（如ARX、ARMAX模型的选择与验证）。特别探讨了在噪声环境和多变量耦合情况下的辨识挑战与对策。第三章：经典反馈控制理论的深化超越传统的PID参数整定，本章深入探讨了根轨迹法的几何意义、补偿器的设计原则（超前/滞后补偿器的具体构造）。重点解析了环路整形技术，指导工程师如何根据性能指标（如相位裕度、带宽）有目的地设计控制器，以确保系统的鲁棒性和快速响应性。 --- 第二部分：先进控制算法的设计与应用（约 550 字）本部分是本书的核心，聚焦于处理传统方法难以应对的复杂、高维、强耦合系统的先进控制技术。第四章：状态空间方法与现代控制理论系统地介绍了状态空间表示法在多输入多输出（MIMO）系统分析中的优势。详细推导了极点配置（Pole Placement）的数学过程，并探讨了在模型不确定性下如何设计观测器（如Luenberger观测器、卡尔曼滤波器的基础原理）来实现状态的有效估计。第五章：鲁棒控制理论导论面对工程中不可避免的参数摄动和外部扰动，鲁棒性成为系统可靠性的关键。本章引入了$H_{infty}$ 控制理论的核心思想，解释了如何通过求解Riccati方程来设计能够保证在特定误差界限内性能的控制器。同时，对$L_1$范数控制和裕度分析进行了必要的介绍。第六章：最优控制与模型预测控制（MPC）最优控制是追求系统性能指标（如时间、能量消耗）最小化的理论基石。本章阐述了变分法在最优控制中的应用，并详细展开了线性二次型调节器（LQR）的设计过程。随后，将理论推向实践前沿——模型预测控制（MPC）。深入剖析了MPC的在线优化、滚动时域执行机制，以及在处理系统约束（输入/输出约束）方面的强大能力，并提供了典型的化工过程和机器人路径规划案例分析。第七章：智能控制方法的融合随着计算能力的提升，人工智能技术开始深度融入控制领域。本章探讨了基于模糊逻辑的控制系统设计，侧重于模糊推理机的构建、隶属度函数的选择及其在规则库构建中的工程经验。同时，对神经网络在系统辨识和自适应控制中的应用潜力进行了概述，重点介绍如何利用神经网络的逼近能力来处理强非线性系统。 --- 第三部分：系统集成、仿真与可靠性工程（约 450 字）控制理论的实现离不开精确的仿真验证和可靠的工程集成。本部分将理论知识转化为可操作的工程实践。第八章：系统仿真与验证环境构建详细介绍了使用MATLAB/Simulink等专业工具进行复杂系统建模与仿真的方法论。内容包括：如何建立准确的物理模型、如何搭建闭环仿真环境、如何进行参数扫描和敏感性分析。特别强调了Monte Carlo方法在评估系统鲁棒性方面的应用。第九章：分布式控制与网络化系统现代工业系统往往是分布式的。本章探讨了分布式控制系统（DCS）的基本架构、通信协议（如EtherCAT、Profibus的原理性差异）及其对控制性能的影响。重点分析了网络延迟、丢包等因素对闭环稳定性的挑战，并介绍了同步与时间敏感网络（TSN）的基本概念。第十-十一章：过程控制的高级主题与实践经验先进过程控制（APC）案例分析：选取具有代表性的工业案例（如精馏塔的耦合控制、锅炉负荷的平滑控制），展示如何应用本领域所学的高级算法来解决实际的工程难题，强调解耦技术的应用。系统可靠性、安全与诊断：讨论了控制系统设计中的容错机制，包括硬件冗余（如三取二架构）的设计原则。同时，介绍了基于模型的故障诊断（Model-Based Fault Diagnosis）的基本思路，帮助工程师构建具备自检能力的智能系统。 --- 总结与特色本书的显著特色在于其理论的深度与实践的广度相结合。我们不局限于描述现有设备的操作手册，而是深入剖析驱动这些设备运行的底层科学原理。全书配有大量的推导过程、算法流程图、工程示例与仿真结果，确保读者不仅知其然，更能知其所以然，为应对未来工业界对高精度、高可靠性自动化系统日益增长的需求做好充分准备。本书适合作为《现代控制理论》、《先进过程控制》、《系统辨识》等课程的教材或参考书目，是自动化、控制工程、机电一体化等领域专业人士案头必备的工具书。