计算机控制技术及应用

出版者:机械工业

作者:王平//谢昊飞//蒋建春

页数:288

出版时间:2010-2

价格:31.00元

isbn号码:9787111295044

具体描述

《计算机控制技术及应用》通过总结作者的科研成果和吸收国内外的先进理论、方法和技术，以计算机控制系统的网络化、开放化、智能化和集成化发展趋势为主线索，主要介绍计算机控制系统的基本概念和计算机控制系统的典型形式，计算机控制系统的数学描述与基本分析方法，以及数字PID控制器、最少拍控制系统、达林算法、状态变量设计法等设计方法及其各种改进算法。重点突出计算机控制系统输入输出通道接口的设计方法和典型控制系统的设计案例与实现方法等。《计算机控制技术及应用》注重运用CDIO工程教育理念，立足培养实际动手能力、综合应用能力、创新思维能力。每章均附有精选的习题。

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《计算机控制技术及应用》可作为普通高等院校控制科学类、电子信息类、电气工程类、仪器仪表类、机械电子类及其相关专业的本科生、研究生及教师的教科书和教学参考书，也可作为广大科技工作者和工程技术人员的参考书。

目录信息

前言第1章 绪论 1．1 自动化技术与信息技术的关系 1．2 自动控制系统的基本结构 1．3 计算机控制系统基本原理 1．4 计算机控制系统的分类 1．4．1 按功能及结构分类 1．4．2 按控制规律分类 1．4．3 按控制方式分类 1．5 计算机控制系统的特点 1．6 计算机控制系统的性能及其指标 1．6．1 性能指标 1．6．2 控制对象的特性对控制性能的影响 1．7 计算机控制技术的知识体系 1．8 计算机控制技术的发展 1．8．1 现代计算机技术对控制技术的影响 1．8．2 计算机控制技术的发展动向 习题1第2章 计算机控制系统的数学描述 2．1 计算机控制系统数学描述方法的分类 2．2 信号的采样与保持 2．2．1 信号的分类、 2．2．2 连续信号的采样 2．2．3 采样定理 2．2．4 信号复现与零阶保持器 2．3 采样系统的数学描述 2．3．1 脉冲传递函数的定义 2．3．2 开环系统脉冲传递函数 2．3．3 闭环系统的脉冲传递函数 2．4 采样系统的动态响应 2．5 采样系统的稳定性 2．6 采样系统的稳态分析 习题2第3章 常规数字控制器的设计方法 3．1 数字控制器的设计方法分类 3．2 数字PID控制 3．2．1 理想微分PID控制 3．2．2 实际微分PID控制 3．2．3 数字PID调节器的参数整定 3．3 最少拍数字控制系统 3．3．1 最少拍数字控制系统的设计 3．3．2 最少拍无纹波控制系统设计 3．3．3 最少拍控制系统的改进 3．4 达林算法 3．4．1 达林算法设计 3．4．2 振铃现象及其消除方法 习题3第4章 高级数字控制器的分析与设计 4．1 系统的能控性与能观测性 4．1．1 基本概念 4．1．2 离散系统的能控性 4．1．3 离散系统的可观测性 4．1．4 对偶原理 4．1．5 坐标变换与标准型 4．2 数字控制器状态空间设计法 4．2．1 状态反馈极点配置控制系统的设计 4．2．2 状态观测器的设计 4．2．3 具有状态观测器的极点配置 习题4第5章 数据输入输出通道的接口技术 5．1 数据输入输出通道的组成与功能 5．1．1 数据通道的类型 5．1．2 数据通道的信息类型 5．1．3 数据通道的编址方式 5．1．4 CPU对数据通道的控制方式 5．1．5 数据通道接口设计应考虑的问题 5．2 多路开关及采样保持器 5．2．1 多路开关与多路分配器 5．2．2 采样保持器 5．3 开关量输出通道 5．3．1 开关量输出通道的结构形式 5．3．2 开关量输出通道与CPU的接口 5．3．3 功率接口技术 5．4 开关量输入通道 5．4．1 开关量输入通道的结构形式 5．4．2 开关量形式及变换 5．4．3 整形与电平变换 5．4．4 开关量输入通道与CPU的接口 5．5 模拟量输出通道 5．5．1 D／A转换原理 5．5．2 D／A转换器的选用 5．5．3 8位并行D／A转换器及其接口技术 5．5．4 高于8位的并行D／A转换器及其接口技术 5．5．5 串行D／A转换器及其接口技术 5．6 模拟量输入通道 5．6．1 A／D转换原理 5．6．2 A／D转换器的选用 5．6．3 逐次逼近式并行A／D转换器及其接口 5．6．4 双积分A／D转换器及其接口技术 5．6．5 串行A／D转换器及其接口技术 习题5第6章 计算机控制网络技术概论 6．1 集散控制系统简介 6．1．1 集散控制系统的发展历程 6．1．2 集散控制系统的组成 6．1．3 Jx．300X集散控制系统 6．2 现场总线技术简介 6．2．1 现场总线控制系统的演变 6．2．2 现场总线技术的特点 6．2．3 现场总线标准化 6．2．4 典型现场总线简介 6．3 工业以太网技术简介 6．3．1 工业以太网标准化进程 6．3．2 IEC61784-2标准体系结构 6．3．3 IEC61784-2中主要标准简介 6．3．4 IEC61784．1／2与IEC61158 习题6第7章 计算机控制系统设计与实现 7．1 计算机控制系统的设计方法 7．1．1 计算机控制系统的设计原则 7．1．2 计算机控制系统的设计步骤 7．2 计算机控制系统的实现过程 7．2．1 计算机控制系统的可行性论证 7．2．2 计算机控制系统的工程设计 7．3 控制系统中的可靠性技术 7．3．1 冗余结构技术 7．3．2 控制系统的抗干扰措施 7．3．3 软件设计的可靠性措施 7．3．4 重视安装工艺措施 7．4 多通道温度采集系统 7．4．1 系统方案设计 7．4．2 系统硬件设计 7．4．3 系统软件设计 7．4．4 系统调试与运行 7．5 智能小车控制系统 7．5．1 控制方案设计 7．5．2 系统硬件设计 7．5．3 系统软件设计 7．5．4 系统调试与运行 7．6 中药萃取控制系统 7．6．1 控制方案设计 7．6．2 系统硬件设计 7．6．3 系统软件设计与组态 7．6．4 系统调试与运行参考文献
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用户评价

这本书的装帧设计非常考究，封面采用了一种沉稳的深蓝色调，搭配烫金的书名字体，显得既专业又不失档次。初次翻阅时，我特别留意了目录编排，发现其逻辑结构清晰得令人赞叹。它并非简单地罗列知识点，而是构建了一个从基础理论到前沿实践的完整知识体系。例如，在介绍经典控制理论时，作者巧妙地引入了多个实际工程案例作为引子，让抽象的数学模型立刻变得生动起来。这种“问题导向”的教学方法，极大地激发了我深入研究后续章节的兴趣。特别是关于系统辨识的部分，作者不仅详细阐述了常用的参数估计方法，还附带了大量MATLAB/Simulink的仿真示例代码，这对于我们这些希望将理论快速转化为应用的设计人员来说，无疑是巨大的福音。清晰的图表和详尽的公式推导，使得即便是初学者也能逐步跟上节奏，而经验丰富的工程师也能从中找到解决复杂问题的灵感。这本书的排版也很人性化，行间距适中，注释清晰地标注在页脚，阅读起来几乎没有视觉疲劳，长时间研读也不会感到枯燥。

这本书的内容广度令人印象深刻，它似乎有意地搭建了一座连接传统控制理论与现代智能控制思想的桥梁。在我看来，很多同类书籍要么过于偏重经典的频域分析，要么一头扎进深度学习的黑箱模型中，使得读者难以形成全面的认知。而这本著作的高明之处在于，它用一种非常平滑的过渡，将PID控制的精髓与现代的自适应控制、鲁棒控制的思想巧妙地融合在一起。关于H无穷控制理论的讲解，作者采用了非常直观的几何解释，避免了过多晦涩的矩阵不等式，这让原本被视为高深莫测的理论变得触手可及。更让我惊喜的是，书中居然加入了关于过程在线优化和模型预测控制（MPC）的介绍。MPC部分的案例分析，尤其是在处理多输入多输出（MIMO）系统约束条件时的建模方法，非常具有前瞻性，这无疑拓宽了我对未来工业自动化解决方案的视野。

我最近在忙一个关于嵌入式系统实时控制的项目，手上已经积累了不少相关的资料，但一直缺乏一本能够系统梳理底层硬件与高级算法之间接口的书籍。这本书的出现，可以说是“雪中送炭”。我最欣赏的是它对实时操作系统（RTOS）在控制回路中应用的深入剖析。它并没有停留在概念层面，而是深入到任务调度、中断响应时间分析等核心技术细节。书中对不同时间敏感度控制任务的优先级分配策略进行了详尽的比较分析，并结合具体的微处理器架构特点，给出了实用的设计建议。例如，关于数字滤波器的实现，书中不仅讨论了IIR和FIR滤波器的性能差异，还提供了在有限字长环境下如何进行量化误差分析和舍入策略选择的指导，这一点在实际的硬件部署中至关重要。读完相关章节，我立刻在自己的项目中优化了数据采集的同步机制，效果立竿见影。这本书的实践价值远远超出了教科书的范畴，更像是一本高级工程师的实践手册。

作为一名偏向自动化生产线维护的工程师，我关注的重点往往是系统的可靠性和故障诊断能力。这本书在故障检测与隔离（FDI）方面的论述，可以说是教科书级别的典范。作者并没有采用简单地罗列故障类型的方法，而是着重讲解了基于模型残差的故障检测框架。特别是对“软测量”技术的介绍，这对于那些难以直接获取关键状态变量的工业过程（比如反应器内的化学浓度）极为有用。书中详细描述了如何利用已知的过程动态模型和可测量的变量来间接估计不可测量的状态，并给出了检测阈值设定的统计学依据。这种严谨的科学态度贯穿始终，使得书中的每一个技术点都有坚实的理论支撑。阅读过程中，我不得不频繁地查阅附录中的统计学知识，这恰恰说明了作者对知识深度要求的刻意提升，引导读者进行更全面的知识回顾，而非仅仅停留在表面的操作层面。

这本书的语言风格非常独特，它不像某些学术著作那样冷硬生涩，反而有一种老教授娓娓道来的亲切感，但这种亲切感绝不牺牲内容的严谨性。作者在解释复杂概念时，总能找到一个完美的平衡点。例如，在讨论非线性系统中的李雅普诺夫稳定性分析时，作者先用一个简单的物理系统（如摆锤）来直观展示能量函数的概念，然后才引入抽象的微分方程描述。这种层层递进的讲解方式，极大地降低了读者的心理门槛。此外，书中对不同控制算法的优缺点对比分析，做得极其客观和中肯，没有刻意推崇某一种“万能”方案，而是清晰地指出了每种方法的适用范围和局限性。这对我制定实际项目方案时，提供了非常宝贵的决策参考依据。读完此书，我感觉自己对“控制”这个学科的理解层次有了一次质的飞跃，不再满足于会用软件调参，而是开始真正理解背后的物理意义和数学本质。