计算机控制系统 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

计算机控制系统 第2版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 计算机控制系统概述1

1.1 引言1

1.2 计算机控制系统的基本概念1

1.2.1 计算机控制系统的组成1

1.2.2 计算机控制系统的应用要求3

1.2.3 计算机控制系统的性能指标4

1.3 计算机控制系统的过程通道和总线接口技术4

1.3.1 过程通道5

1.3.2 总线接口技术7

1.4 模拟与数字信号之间的相互转换9

1.4.1 D/A转换及其误差9

1.4.2 A/D转换及其误差11

1.5 计算机控制系统的基本内容13

1.5.1 信号变换问题13

1.5.2 对象建模与性能分析13

1.5.3 控制算法设计13

1.5.4 控制系统仿真分析13

1.5.5 控制系统实现技术14

1.6 计算机控制系统的基本类型14

本章小结17

习题与思考题17

第2章 信号转换与z变换19

2.1 引言19

2.2 信号变换原理19

2.2.1 计算机控制系统信号转换分析19

2.2.2 采样过程及采样函数的数学表示20

2.2.3 采样函数的频谱分析及采样定理22

2.2.4 采用周期T的讨论24

2.3 采样信号恢复与保持器25

2.3.1 零阶保持器27

2.3.2 一阶保持器29

2.4 信号转换的工程化技术30

2.4.1 A/D转换的基本工程化技术30

2.4.2 D/A转换的基本工程化技术34

2.5 z变换37

2.5.1 z变换的定义37

2.5.2 z变换方法39

2.5.3 z变换的基本定理43

2.6 z反变换49

2.6.1 长除法49

2.6.2 部分分式法50

2.6.3 留数法53

2.7 扩展z变换55

2.7.1 扩展z变换定义55

2.7.2 几种典型函数的扩展z变换57

本章小结59

习题与思考题60

第3章 计算机控制系统数学描述与性能分析62

3.1 引言62

3.2 线性常系数差分方程62

3.2.1 离散系统与差分方程62

3.2.2 差分方程求解63

3.3 脉冲传递函数67

3.3.1 脉冲传递函数的定义68

3.3.2 脉冲传递函数的推导68

3.3.3 离散系统的框图分析70

3.3.4 计算机控制系统的脉冲传递函数74

3.4 计算机控制系统稳定性分析77

3.4.1 离散系统的稳定性条件77

3.4.2 s平面与z平面的映射分析78

3.4.3 采样周期与系统稳定性关系81

3.5 计算机控制系统的代数稳定性判据82

3.5.1 劳斯稳定性判据82

3.5.2 朱利稳定性判据84

3.6 计算机控制系统稳态过程分析88

3.6.1 稳态误差与误差系数88

3.6.2 系统类型与稳态误差90

3.6.3 采样周期对稳态误差的影响91

3.7 计算机控制系统暂态过程分析93

3.7.1 z平面极点分布与暂态响应的关系93

3.7.2 采样周期对暂态响应的影响95

3.8 计算机控制系统的频域特性分析98

3.8.1 离散系统的频域描述98

3.8.2 离散系统频域稳定性分析98

3.8.3 离散系统伯德图分析100

本章小结103

习题与思考题103

第4章 数字控制器的模拟化设计方法106

4.1 引言106

4.2 模拟化设计方法基本原理106

4.3 连续控制器的离散化方法108

4.3.1 z变换法108

4.3.2 差分变换法109

4.3.3 双线性变换法112

4.3.4 零极点匹配法114

4.4 数字PID控制器115

4.4.1 基本数字PID控制算法115

4.4.2 数字PID控制算法的工程化改进117

4.4.3 数字PID控制器的参数整定121

4.5 Smith预估控制124

4.5.1 纯滞后问题的提出124

4.5.2 Smith预估控制设计原理125

4.5.3 Smith预估控制算法的工程化改进128

本章小结131

习题与思考题131

第5章 数字控制器的直接设计方法133

5.1 引言133

5.2 直接设计方法基本原理133

5.3 最小拍控制器的设计方法135

5.3.1 简单对象最小拍控制器设计135

5.3.2 复杂对象最小拍控制器设计140

5.4 最小拍控制器的工程化改进145

5.4.1 最小拍控制系统存在的问题145

5.4.2 最小拍无纹波控制器的设计146

5.4.3 针对输入信号类型敏感问题的改进150

5.4.4 针对模型参数变化敏感问题的改进154

5.5 大林算法157

5.5.1 大林算法设计原理157

5.5.2 振铃现象及其消除方法160

5.6 大林算法工程应用中关键参数的选择163

5.6.1 解决振铃现象中关键参数的选择163

5.6.2 解决分数时滞问题中关键参数的选择165

5.7 数字控制器的程序实现169

5.7.1 直接程序设计法169

5.7.2 串联程序设计法170

5.7.3 并行程序设计法171

本章小结173

习题与思考题173

第6章 基于状态空间模型的极点配置设计方法175

6.1 引言175

6.2 状态空间描述的基本概念175

6.2.1 系统动态过程的两类描述175

6.2.2 有关状态空间描述的基本定义176

6.3 离散系统的状态空间模型177

6.3.1 离散状态空间模型的建立177

6.3.2 离散状态方程的求解183

6.3.3 离散状态空间模型与z传递函数之间的关系184

6.4 系统的能控性与能观性185

6.4.1 能控性与能观性的概念185

6.4.2 能控性判据与能观性判据186

6.4.3 能控标准型与能观标准型187

6.5 状态可测时按极点配置设计控制规律189

6.6 按极点配置设计观测器195

6.6.1 预报观测器195

6.6.2 现时观测器198

6.6.3 降阶观测器200

6.7 状态不可测时控制器的设计201

6.7.1 分离性原理201

6.7.2 控制器设计203

6.8 随动系统的设计205

本章小结206

习题与思考题206

第7章 先进控制规律的设计方法208

7.1 引言208

7.2 线性二次型最优控制器的设计208

7.2.1 概述208

7.2.2 LQR最优控制器设计209

7.2.3 跟踪系统设计213

7.3 自校正控制器的设计214

7.3.1 概述214

7.3.2 最小二乘参数辨识算法215

7.3.3 自校正控制器设计219

7.4 模型预测控制器的设计222

7.4.1 概述222

7.4.2 预测模型224

7.4.3 预测控制算法227

7.5 模糊控制器的设计232

7.5.1 概述232

7.5.2 模糊控制原理235

7.5.3 模糊PID控制器设计239

本章小结243

习题与思考题243

第8章 基于网络的控制技术244

8.1 引言244

8.2 网络控制概述244

8.2.1 网络控制系统基本概念244

8.2.2 网络控制系统研究内容247

8.3 实时控制网络249

8.3.1 控制网络的基本概念249

8.3.2 EtherNet网络253

8.3.3 CAN网络256

8.3.4 ControlNet网络258

8.3.5 CC-Link网络259

8.4 网络控制系统特性分析261

8.4.1 网络控制系统时延特性262

8.4.2 网络控制系统的稳定性分析264

8.5 网络控制系统控制器的设计266

8.5.1 PID网络控制器的设计266

8.5.2 极点配置网络控制器的设计269

本章小结274

习题与思考题275

第9章 计算机控制系统仿真分析276

9.1 引言276

9.2 系统仿真的概念及分类276

9.2.1 系统仿真的基本概念276

9.2.2 系统仿真的分类276

9.2.3 计算机仿真的基本过程277

9.2.4 MATLAB仿真软件简介279

9.3 计算机控制系统信号仿真分析281

9.3.1 信号的种类281

9.3.2 脉冲采样与MATLAB仿真283

9.3.3 保持器与MATLAB仿真284

9.4 计算机控制系统模型描述与性能仿真分析287

9.4.1 离散传递函数模型287

9.4.2 离散状态空间模型288

9.4.3 离散系统的模型辨识289

9.4.4 神经网络建模295

9.4.5 计算机控制系统频域性能的仿真分析297

9.5 数字控制器设计及其仿真300

9.5.1 比例控制器设计300

9.5.2 比例积分控制器设计303

9.5.3 比例积分微分控制器设计307

本章小结309

习题与思考题310

第10章 计算机控制系统的设计与实现311

10.1 引言311

10.2 计算机控制系统的基本设计原则与方法311

10.2.1 设计原则311

10.2.2 设计方法312

10.3 计算机控制系统的硬件设计313

10.3.1 执行机构与驱动技术313

10.3.2 检测机构与传感器技术313

10.4 计算机控制系统的软件设计314

10.4.1 控制对象分析314

10.4.2 数字控制器的实现问题315

10.4.3 信号的数字滤波技术316

10.5 数字控制器程序实现的性能分析317

10.5.1 计算机控制系统的数值误差来源317

10.5.2 数字控制器的精度确定原则及保证措施319

10.5.3 微分环节的处理措施与工程实现方法323

10.5.4 数字控制器误差及执行时间的检验方法327

10.5.5 控制算法不同编排结构的优缺点分析328

10.6 量化效应与采样周期误差分析329

10.6.1 A/D转换的量化误差与孔径误差329

10.6.2 采样周期造成的误差329

10.7 计算机控制系统的可靠性与抗干扰技术333

10.7.1 提高可靠性的措施333

10.7.2 干扰的来源及传播途径334

10.7.3 消除或抑制干扰影响的方法335

本章小结338

习题与思考题339

参考文献340