定 價：35 元
叢書名：普通高等教育電氣工程與自動化類“十三五”規(guī)劃教材
- 作者：陳紅衛(wèi)
- 出版時間：2017/12/26
- ISBN：9787111582298
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP273
- 頁碼：208
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
本書是“十三五”江蘇省高等學(xué)校重點教材，著重介紹計算機控制系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)與組成，理論基礎(chǔ)，控制算法，相關(guān)技術(shù)以及系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用實例。全書共6章，主要內(nèi)容以工控機、PLC為控制主機，工業(yè)鍋爐、船舶可調(diào)螺距螺旋槳、大型耙吸式挖泥船等為控制對象構(gòu)成計算機控制系統(tǒng)，講述計算機控制理論，常用數(shù)字控制技術(shù)與先進控制技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計方法、原則與步驟以及軟硬件的具體設(shè)計過程。本書內(nèi)容簡明扼要，深入淺出，融入了作者多年教學(xué)與工程實踐的經(jīng)驗與體會。書中有適量的例題與習(xí)題，并對其中部分應(yīng)用實例在MATLAB環(huán)境下進行了仿真。
隨著計算機控制理論與控制技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機控制系統(tǒng)在國民經(jīng)濟、社會生活的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。計算機控制技術(shù)是電氣類、自動化類及儀器類等專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。本書是為普通高等院校計算機控制技術(shù)課程的學(xué)習(xí)者以及從事計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的工程技術(shù)人員而編寫的。
本書以工控機、PLC為控制主機，工業(yè)鍋爐、船舶可調(diào)螺距螺旋槳、大型耙吸式挖泥船等為控制對象構(gòu)成計算機控制系統(tǒng)，從最基本的概念入手，引導(dǎo)讀者逐步掌握計算機控制系統(tǒng)的理論知識，掌握PID控制、模糊控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等算法，掌握計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計方法、原則與步驟，具備設(shè)計具體控制對象的計算機控制系統(tǒng)的初步能力，了解計算機控制系統(tǒng)中發(fā)展的新技術(shù)。
全書共6章，包括緒論，計算機控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，PID控制、純滯后控制等常用數(shù)字控制技術(shù)，模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等先進控制技術(shù)，計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用實例。
本書特別注意闡明基本概念、方法以及設(shè)計中的注意事項；在講清基本概念與基本方法的基礎(chǔ)上，用典型實例說明其方法與應(yīng)用，以幫助讀者加深理解；內(nèi)容簡明扼要、深入淺出，融入了作者多年教學(xué)與工程實踐的經(jīng)驗與體會。書中有適量的例題與習(xí)題，幫助讀者鞏固和應(yīng)用所學(xué)到的知識。
本書由江蘇科技大學(xué)陳紅衛(wèi)教授任主編，袁偉、葉樹霞、李建禎、齊亮、李彥任副主編。
參加本書編寫工作的還有俞孟蕻、張永林以及李眾。
本書在編寫和出版過程中得到了許多領(lǐng)導(dǎo)、同行及學(xué)生的幫助，特別是上海海事大學(xué)虞旦老師的幫助。他們?yōu)楸緯岢隽嗽S多寶貴意見，在此一并表示衷心的感謝。
本書在編寫過程中參考了有關(guān)作者的書籍，在此謹表謝意。
由于編者的水平有限，加上時間倉促，書中疏漏與不當(dāng)之處在所難免，敬請讀者批評指正。
編者于鎮(zhèn)江
目 錄
前 言
第1 章 緒論 1
1.1 計算機控制系統(tǒng)的基本概念 1
1.1.1 開環(huán)控制與閉環(huán)控制 1
1.1.2 計算機控制系統(tǒng)的含義 2
1.2 計算機控制系統(tǒng)的組成 3
1.2.1 計算機控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 3
1.2.2 計算機控制系統(tǒng)的軟件構(gòu)成 4
1.3 計算機控制系統(tǒng)的典型類型 5
1.3.1 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 5
1.3.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 6
1.3.3 監(jiān)督控制系統(tǒng) 6
1.3.4 集散控制系統(tǒng) 7
1.3.5 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 8
1.4 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展概況與趨勢 9
1.4.1 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 9
1.4.2 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 10
習(xí) 題 13
第2 章 計算機控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 14
2.1 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的表示方法 14
2.1.1 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及其類型 14
2.1.2 建立數(shù)學(xué)模型的方法 15
2.1.3 控制系統(tǒng)中基本環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 17
2.1.4 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其等效變換 18
2.1.5 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 20
2.2 連續(xù)信號的離散化 21
2.2.1 信號的采樣與恢復(fù) 21
2.2.2 采樣周期的選擇 22
2.3 Z 變換與反變換 23
2.3.1 Z 變換的定義 23
2.3.2 Z 變換方法 23
2.3.3 Z 變換的基本定理 25
2.3.4 Z 反變換 27
2.4 離散系統(tǒng)與差分方程 28
目 錄
V
2.4.1 離散系統(tǒng) 28
2.4.2 差分方程 29
2.4.3 差分方程求解 29
2.5 離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 31
2.5.1 Z 傳遞函數(shù)的定義 31
2.5.2 Z 傳遞函數(shù)的求法 31
2.5.3 開環(huán)Z 傳遞函數(shù) 32
2.5.4 閉環(huán)Z 傳遞函數(shù) 33
2.6 計算機控制系統(tǒng)的性能分析 34
2.6.1 計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 34
2.6.2 計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析 37
2.6.3 計算機控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析 38
習(xí)題 41
第3 章 常用數(shù)字控制技術(shù) 43
3.1 最少拍數(shù)字控制 43
3.1.1 最少拍數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計 43
3.1.2 最少拍無紋波控制系統(tǒng)的設(shè)計 46
3.2 模擬化設(shè)計方法 47
3.2.1 模擬設(shè)計的步驟 47
3.2.2 D(s)離散化成D(z)的方法 48
3.3 PID 控制 51
3.3.1 模擬PID 控制 52
3.3.2 數(shù)字PID 控制 52
3.3.3 改進的數(shù)字PID 控制 54
3.3.4 數(shù)字PID 控制器的參數(shù)選定 58
3.3.5 數(shù)字PID 控制器應(yīng)用實例 61
3.4 純滯后控制 64
3.4.1 史密斯（Smith）預(yù)估控制 64
3.4.2 大林（Dahllin）算法 68
3.5 串級控制 73
3.5.1 串級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點 73
3.5.2 串級控制算法 75
3.5.3 串級控制系統(tǒng)的設(shè)計 75
3.6 前饋-反饋控制 76
3.6.1 前饋-反饋控制的概念 76
3.6.2 前饋-反饋控制系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu) 76
3.6.3 數(shù)字前饋-反饋控制算法 78
3.7 解耦控制 79
3.7.1 耦合控制系統(tǒng) 79
3.7.2 解耦控制原理 80
3.7.3 數(shù)字解耦控制算法 81
習(xí)題 82
第4 章 先進控制技術(shù) 83
4.1 概述 83
4.2 模糊控制技術(shù) 84
4.2.1 模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 85
4.2.2 模糊控制原理 87
4.2.3 模糊控制器 87
4.2.4 模糊控制算法仿真 93
4.2.5 模糊控制算法應(yīng)用實例 96
4.3 預(yù)測控制技術(shù) 98
4.3.1 預(yù)測模型 99
4.3.2 預(yù)測控制算法 105
4.3.3 預(yù)測控制算法仿真111
4.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)112
4.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)113
4.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制118
4.4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法仿真 121
習(xí)題 124
第5 章 計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計 126
5.1 設(shè)計原則與步驟 126
5.1.1 設(shè)計原則 126
5.1.2 設(shè)計步驟 127
5.2 控制主機 129
5.2.1 工業(yè)控制計算機 130
5.2.2 可編程序控制器 132
5.3 控制軟件開發(fā)平臺 137
5.3.1 工業(yè)組態(tài)軟件 137
5.3.2 PLC 軟件開發(fā)環(huán)境 140
5.4 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 142
5.4.1 控制網(wǎng)絡(luò)的類型與特點 142
5.4.2 現(xiàn)場總線 142
5.4.3 工業(yè)以太網(wǎng) 144
5.5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù) 145
5.5.1 采樣數(shù)據(jù)的合理性判別與報警 146
5.5.2 數(shù)字濾波 146
5.5.3 數(shù)值變換 148
5.6 系統(tǒng)抗干擾與可靠性技術(shù) 150
5.6.1 干擾來源 151
5.6.2 硬件抗干擾技術(shù) 151
5.6.3 系統(tǒng)供電與接地技術(shù) 152
5.6.4 軟件可靠性技術(shù) 156
5.7 硬件與軟件的具體設(shè)計 157
5.7.1 硬件的具體設(shè)計 157
5.7.2 軟件的具體設(shè)計 160
習(xí)題 163
第6 章計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用實例 164
6.1 鍋爐控制系統(tǒng) 164
6.1.1 鍋爐工藝流程 164
6.1.2 鍋爐控制對象分析 165
6.1.3 控制規(guī)律的選擇 166
6.1.4 鍋爐控制系統(tǒng)總體設(shè)計 168
6.1.5 系統(tǒng)硬件設(shè)計 169
6.1.6 檢測裝置和執(zhí)行機構(gòu) 170
6.1.7 系統(tǒng)軟件設(shè)計 170
6.2 船舶可調(diào)螺距螺旋槳控制系統(tǒng) 170
6.2.1 調(diào)距槳及其控制方式 171
6.2.2 調(diào)距槳航速控制原理 172
6.2.3 調(diào)距槳控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 172
6.2.4 調(diào)距槳遙控系統(tǒng)總體設(shè)計 173
6.2.5 調(diào)距槳遙控系統(tǒng)硬件設(shè)計 177
6.2.6 系統(tǒng)軟件設(shè)計 181
6.3 大型耙吸式挖泥船集成控制系統(tǒng) 188
6.3.1 耙吸式挖泥船集成控制系統(tǒng)概況 188
6.3.2 系統(tǒng)組成和功能 188
6.3.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 192
6.3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 194
6.4 船舶綜合計算機控制系統(tǒng) 198
6.4.1 船舶自動化概述 198
6.4.2 船舶自動化典型產(chǎn)品介紹 199
習(xí)題 205
附錄 206
附錄A 常用Z 變換表 206
附錄B 典型模糊隸屬度函數(shù) 207
參考文獻 208
書單推薦
