計(jì)算機(jī)控制及仿真

前言

計(jì)算機(jī)控制理論是現(xiàn)代自動(dòng)控制理論的重要組成部分，是經(jīng)典自動(dòng)控制理論與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)控制理論被廣泛地應(yīng)用于國(guó)防與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，以航空、航天系統(tǒng)為例，目前在研的新型導(dǎo)彈、飛機(jī)及航天器上均廣泛采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)提高其性能?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的必然方向。本書(shū)是以多年教學(xué)工作為基礎(chǔ)，同時(shí)廣泛參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料編撰而成的，其目的是為高等院校的學(xué)生及相關(guān)科研人員提供一本入門(mén)的教材或參考資料。內(nèi)容涵蓋計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、工作原理和實(shí)際方法，力圖使讀者通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)，可以對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。本書(shū)中所有的算例均給出Matlab計(jì)算源代碼，方便讀者進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。本書(shū)共6章。第1章介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；第2章介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中采樣信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理；第3章介紹了數(shù)字程序控制技術(shù)；第4章介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計(jì)方法及仿真；第5章介紹了PID控制在飛行器姿態(tài)控制中的應(yīng)用；第6章介紹了離散域中的計(jì)算機(jī)控制方法及仿真。

內(nèi)容概要

本書(shū)介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、工作原理和設(shè)計(jì)方法。本書(shū)是作者在多年教學(xué)工作的基礎(chǔ)上，廣泛參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料編寫(xiě)而成的。編寫(xiě)過(guò)程中力圖做到理論與實(shí)踐相結(jié)合、內(nèi)容精練、難易適中。    全書(shū)共6章，包括計(jì)算機(jī)控制概述、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理、數(shù)字程序控制技術(shù)、經(jīng)典計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、PID控制在飛行器姿態(tài)控制中的應(yīng)用、離散域中的計(jì)算機(jī)控制方法。本書(shū)包含全部示例的Maflab計(jì)算程序源代碼，以方便讀者學(xué)習(xí)使用。    本書(shū)可供控制及相關(guān)專(zhuān)業(yè)高等院校教師和學(xué)生以及工程技術(shù)人員參考使用。

書(shū)籍目錄

第1章  計(jì)算機(jī)控制概述  1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的概念    1.1.1 計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)    1.1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)    1.1.3 計(jì)算機(jī)控制的控制過(guò)程  1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作方式和組成    1.2.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作方式    1.2.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成    1.2.3 導(dǎo)彈計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)舉例    1.2.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制計(jì)算機(jī)特點(diǎn)  1.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類(lèi)    1.3.1 按功能分類(lèi)    1.3.2 按控制規(guī)律分類(lèi)  1.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容和基本要求    1.4.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容    1.4.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本要求  1.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)越性  習(xí)題第2章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信號(hào)  2.1 信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理    2.1.1 采樣過(guò)程及其數(shù)學(xué)描述    2.1.2 前置濾波    2.1.3 采樣信號(hào)的復(fù)現(xiàn)    2.1.4 后置濾波    2.1.5 信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程  2.2 過(guò)程通道的組成和功能    2.2.1 模擬量輸入通道    2.2.2 模擬量輸出通道    2.2.3 數(shù)字量輸入通道    2.2.4 數(shù)字量輸出通道  習(xí)題第3章 數(shù)字程序控制技術(shù)  3.1 數(shù)字程序控制基礎(chǔ)    3.1.1 閉環(huán)數(shù)字程序控制    3.1.2 開(kāi)環(huán)數(shù)字程序控制  3.2 開(kāi)環(huán)數(shù)值控制的基本原理    3.2.1 數(shù)值控制的基本原理    3.2.2 逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理    3.2.3 用Matlab實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)計(jì)算程序  3.3 步進(jìn)電機(jī)的控制    3.3.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理    3.3.2 步進(jìn)電機(jī)的工作方式    3.3.3 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)原理  習(xí)題第4章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計(jì)及仿真  4.1 連續(xù)域—離散化設(shè)計(jì)    4.1.1 模擬化設(shè)計(jì)方法    4.1.2 離散化方法    4.1.3 連續(xù)域一離散化設(shè)計(jì)及仿真舉例  4.2數(shù)字PID控制器設(shè)計(jì)及仿真    4.2.1 模擬PID控制器及仿真    4.2.2 數(shù)字PID控制算法及仿真  4.3 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)    4.3.1 位置式PID算法的積分飽和作用及其抑制    4.3.2 抑制干擾的PID算法    4.3.3 帶死區(qū)的PID控制算法  4.4 PID控制器參數(shù)選擇    4.4.1 采樣周期的選擇    4.4.2 參數(shù)整定方法  習(xí)題第5章 PID控制在飛行器姿態(tài)控制中的應(yīng)用  5.1 導(dǎo)彈縱向通道姿態(tài)角控制系統(tǒng)組成原理  5.2 導(dǎo)彈彈體小擾動(dòng)線性化模型  5.3 導(dǎo)彈飛行控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型  5.4 導(dǎo)彈縱向通道阻尼回路設(shè)計(jì)  5.5 導(dǎo)彈縱向通道姿態(tài)角控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真舉例  習(xí)題第6章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的離散化設(shè)計(jì)方法及仿真  6.1 z平面根軌跡設(shè)計(jì)    6.1.1 s平面和z平面之間的映射關(guān)系    6.1.2 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)和z域零極點(diǎn)的關(guān)系  ……附錄 常見(jiàn)系統(tǒng)的Z變換和廣義Z變換參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)越性與由模擬元部件或常規(guī)儀表組成的控制系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有以下特點(diǎn)。1.優(yōu)點(diǎn)（1）能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，提高控制質(zhì)量。這主要是因?yàn)閺?fù)雜控制規(guī)律往往難以用模擬元件實(shí)現(xiàn)，而數(shù)字計(jì)算機(jī)是通過(guò)算法編程實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)具有強(qiáng)大的記憶和判斷功能。（2）控制規(guī)律靈活、多樣、改變方便。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律由軟件實(shí)現(xiàn)，所以可任意設(shè)計(jì)或改動(dòng)程序，而不必像模擬控制那樣，要重新設(shè)計(jì)加工電路或更換儀表及連接。（3）一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以代替多臺(tái)模擬調(diào)節(jié)器或裝置。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)有分時(shí)功能，顯示器的引用可節(jié)省大量的顯示儀表，使龐大的儀表屏大大縮小。（4）控制與管理相結(jié)合，自動(dòng)化程度大大提高。這主要是由于計(jì)算機(jī)具有計(jì)算、記憶、判斷、人一機(jī)對(duì)話(huà)等功能。2.缺點(diǎn)與連續(xù)控制系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)也有一些缺點(diǎn)和不足：（1）可靠性還要進(jìn)一步提高；（2）對(duì)環(huán)境要求較高；（3）需要一定熟練程度的使用和維修人員。但全面比較起來(lái)，隨著對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)功能要求的不斷提高，現(xiàn)代的控制系統(tǒng)不管是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的，幾乎都是采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的。

編輯推薦

《計(jì)算機(jī)控制及仿真》可供控制及相關(guān)專(zhuān)業(yè)高等院校教師和學(xué)生以及工程技術(shù)人員參考使用?！队?jì)算機(jī)控制及仿真》是由國(guó)防工業(yè)出版社出版的。

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