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201.6
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| 內容簡介： |
本书在第1版的基础上修订而成｡本书涉及计算机控制系统的硬件设计､软件设计､控制算法和仿真技术等内容,既具有较强的理论性,也具有很强的实践性｡主要内容包括：计算机控制系统的基本概念和组成､计算机控制系统的分类;采样过程､数字控制设计基础､离散化方法､数字控制器设计方法等计算机控制的基础理论;计算机控制系统的过程通道､数据处理和数字滤波､过程通道的可靠性措施;数字PID控制､*少拍控制､纯滞后补偿控制､模糊控制､神经网络控制等常用的控制算法的基本原理和实现方法;计算机控制系统的设计方法及步骤,以及用于教学的两个综合应用实例和用于学生研究性学习的两个综合项目｡
本书适合作为自动化､测控技术与仪器､电气工程及其自动化等专业本科生的教材,也可供从事控制系统设计的专业技术人员参考｡
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| 目錄：
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目录
前 言
第1章 计算机控制系统概述1
1.1 计算机控制系统的概念1
1.1.1 基本概念和组成1
1.1.2 计算机控制系统的功能与特点5
1.1.3 计算机控制系统的工作过程
与方式7
1.2 计算机控制系统分类8
1.2.1 操作指导控制系统8
1.2.2 直接数字控制系统9
1.2.3 监督控制系统9
1.2.4 分布式控制系统10
1.2.5 现场总线控制系统11
1.2.6 工业以太网控制系统13
1.3 计算机控制系统的发展趋势15
1.3.1 推广应用成熟的先进技术15
1.3.2 大力研究和发展智能控制系统15
1.3.3 适应工业4.0和《中国制造2025》
的发展要求16
习题与思考题17
第2章 计算机控制的理论基础18
2.1 概述18
2.2 采样过程19
2.2.1 信号类型及系统类型19
2.2.2 采样与保持21
2.2.3 采样定理24
2.2.4 采样周期的选择26
2.3 离散控制系统设计的理论基础26
2.3.1 差分方程26
2.3.2 z变换及其特性28
2.3.3 脉冲传递函数33
2.3.4 离散系统分析38
2.3.5 离散控制系统的MATLAB仿真49
2.4 离散化方法53
2.4.1 欧拉方法53
2.4.2 零极点匹配等效方法53
2.4.3 z变换法54
2.4.4 保持器等效方法54
2.5 数字控制器设计方法55
2.5.1 模拟化设计方法55
2.5.2 直接数字设计方法56
2.5.3 设计方法的MATLAB仿真实例57
2.6 本章小结61
习题与思考题61
第3章 过程通道63
3.1 概述63
3.1.1 过程通道的分类64
3.1.2 过程通道的功能64
3.2 模拟量输入通道64
3.2.1 模拟量输入通道的组成和结构
形式65
3.2.2 信号调理电路65
3.2.3 多路转换器68
3.2.4 采样保持器70
3.2.5 AD转换器72
3.2.6 AD转换器与计算机的接口设计
及仿真77
3.3 模拟量输出通道86
3.3.1 模拟量输出通道的组成和结构
形式86
3.3.2 DA转换器87
3.3.3 DA转换器与计算机的接口设计及
仿真92
3.4 数字量输入输出通道101
3.4.1 数字量输入通道101
3.4.2 数字量输出通道102
3.4.3 数字量输入输出通道设计实例104
3.5 数据处理和数字滤波105
3.5.1 线性化处理105
3.5.2 标度变换107
3.5.3 数字滤波及MATLAB仿真108
3.6 过程通道的可靠性措施113
3.6.1 系统干扰与可靠性问题113
3.6.2 过程通道设计中的可靠性措施114
3.7 本章小结116
习题与思考题117
第4章 常用的计算机控制算法119
4.1 概述119
4.2 数字PID控制120
4.2.1 模拟PID控制及仿真120
4.2.2 数字PID控制及仿真124
4.2.3 PID控制算法参数的整定方法143
4.2.4 PID控制算法在微处理器系统中
的实现149
4.3 最少拍控制153
4.3.1 最少拍控制算法153
4.3.2 最少拍控制器设计154
4.3.3 设计实例157
4.3.4 最少拍无纹波控制器设计161
4.3.5 最少拍控制的局限性162
4.4 纯滞后补偿控制164
4.4.1 纯滞后现象164
4.4.2 大林控制算法及仿真165
4.4.3 Smith预估控制及仿真170
4.5 模糊控制177
4.5.1 模糊控制的发展和概述177
4.5.2 模糊控制的基本概念177
4.5.3 模糊控制系统的组成179
4.6 神经网络控制181
4.6.1 神经网络基础181
4.6.2 感知器185
4.6.3 BP神经网络186
4.6.4 神经网络控制189
4.7 数字控制器的实现方法193
4.7.1 直接程序设计法194
4.7.2 串行程序设计法194
4.7.3 并行程序设计法196
4.7.4 数字控制器的设计步骤197
4.8 本章小结198
习题与思考题198
第5章 计算机控制系统设计200
5.1 计算机控制系统的设计方法及步骤200
5.1.1 设计控制系统的知识能力要求?
基本原则和设计内容200
5.1.2 控制系统总体方案的确定202
5.1.3 控制用微型计算机的选择205
5.1.4 控制策略和控制算法的确定207
5.1.5 控制系统硬件设计208
5.1.6 控制系统软件设计211
5.1.7 计算机控制系统的调试212
5.2 设计实例1DDC控制系统———湿热
试验箱控制系统214
5.2.1 湿热试验系统简介214
5.2.2 系统设计215
5.3 设计实例2现场总线控制系统———
列车试风试验控制系统218
5.3.1 系统概况218
5.3.2 系统设计219
5.4 研究性学习项目1———LED照明闭环
控制系统224
5.4.1 系统总体设计要求225
5.4.2 控制算法要求225
5.4.3 系统硬件设计要求227
5.4.4 预处理要求227
5.4.5 系统软件设计要求228
5.4.6 制作及实验要求228
5.5 研究性学习项目2———智能小车控制
系统229
5.5.1 系统总体设计要求229
5.5.2 系统硬件设计要求230
5.5.3 算法设计要求231
5.5.4 系统软件设计要求234
5.5.5 制作及实验要求234
5.6 本章小结235
附录 常用函数z变换表236
参考文献237
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| 內容試閱：
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前言计算机控制技术是把计算机技术与自动化控制原理融为一体的一门综合性学问,是以计算机为核心部件的过程控制工程和运动控制工程的综合性技术随着自动化技术计算机技术通信技术网络技术管理技术等的发展,计算机控制技术将这些技术融合起来,呈现开放性集散性智能化网络化等特点,并以日新月异的速度发展以计算机控制技术为基础的计算机控制系统在军事航天工业农业交通运输经济管理能源开发与利用等各个领域获得了广泛的应用基于这样的应用需求,社会对掌握计算机控制技术的高素质人才的需求不断扩大本书为普通高等教育电气工程与自动化应用型“十三五”规划教材,教材编写依据“全国高等学校电气工程与自动化应用型规划教材编审委员会”提出的“基本理论适度注重工程应用” 的基本原则,将理论知识与实践知识有机地融合起来结合案例教学项目教学研究性学习等方法,借鉴国外精品教材以及国内应用型本科优秀教材的写作思路写作方法以及章节安排,并不照搬适用于国内研究型大学的教材编写模式,坚持“有所为,有所不为”,将计算机控制技术最核心的内容写透写好,期望编写出更加适合应用型人才培养需要的教材,使学生易于理解和掌握,并掌握其应用方法,基本具备计算机控制系统的设计能力本书的编写特色如下：1把握核心内容,仍以最基本的直接数字控制系统为主要对象,计算机控制基础理论过程通道硬件和数字滤波常用的控制算法作为核心内容2注意以问题或案例项目 为驱动,引出各章或节 的知识点,激发学生的学习兴趣3注重实际和工程应用,给出较多的实际例子和实物图例,将理论知识与实践知识有机地融合起来,并将作者多年的科研成果应用到教材中4进行理论分析时注重应用MATLAB对实例进行仿真,使抽象的理论知识易于理解5文字阐述简洁易懂,理论论述简单通俗易于理解,有利于学生课后自学本书共分5章：第1章计算机控制系统概述,第2章计算机控制的理论基础,第3章过程通道,第4章常用的计算机控制算法,第5章计算机控制系统设计其中,第2~4章是本书的重点,也是设计计算机控制系统的核心基础本书适合作为自动化测控技术与仪器电气工程及其自动化等专业本科生的教材,也可供其他专业及从事控制系统设计的专业技术人员参考本书参考学时为56学时含8学时的实验,可根据教学计划和专业的不同要求进行适当安排,部分内容可自学,因此也可按48学时组织教学本书由广西科技大学罗文广教授组织编写和统稿,第1章第4章的4.5节和4.6节由广西科技大学袁海英编写,第2章由广西科技大学石玉秋编写,第3章由广西科技大学廖凤依编写,第4章的4.1~4.4节4.7节和4.8节第5章由罗文广编写由于作者水平有限,书中疏漏和不妥之处在所难免,敬请读者批评指正作 者
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