計算機控制系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書依據(jù)控制學科本科自動化專業(yè)“計算機控制系統(tǒng)”課程教學大綱編寫，系統(tǒng)地介紹計算機控制系統(tǒng)的基本原理、分析與設計方法及有關工程實現(xiàn)技術，主要內(nèi)容如下：理論基礎，包括計算機控制系統(tǒng)基本概念、計算機控制系統(tǒng)的信號變換與計算機控制系統(tǒng)的數(shù)學描述等；計算機控制系統(tǒng)的經(jīng)典分析與設計方法，包括基于Z傳遞函數(shù)分析方法、基于連續(xù)系統(tǒng)理論的數(shù)字控制器設計與區(qū)域直接設計等；計算機控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與設計方法；分級分布式計算機控制系統(tǒng)與計算機數(shù)值控制系統(tǒng)；計算機控制系統(tǒng)的工程實現(xiàn)技術。本書提供電子課件與部分習題解答．    本書可作為高等學校本科自動化專業(yè)、電氣工程、儀器儀表、計算機應用及機電一體化等相關專業(yè)的教材或研究生基礎教材，同時也可作為有關工程技術人員的參考資料。

書籍目錄

第1章  緒論　1.1　計算機控制系統(tǒng)概述    1.1.1  計算機控制系統(tǒng)的一般概念    1.1.2  計算機控制系統(tǒng)的主要特點　1.2　計算機控制系統(tǒng)的組成    1.2.1  計算機控制系統(tǒng)的硬件組成    1.2.2  計算機控制系統(tǒng)的軟件組成　1.3　計算機控制系統(tǒng)的典型應用形式    1.3.1  數(shù)據(jù)采集與操作指導系統(tǒng)    1.3.2  直接數(shù)字控制系統(tǒng)    1.3.3  監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)    1.3.4  計算機分級分布式控制系統(tǒng)    1.3.5  數(shù)據(jù)采集與監(jiān)督控制系統(tǒng)    1.3.6  現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)　1.4　計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展概況    1.4.1  計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程    1.4.2  計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢　1.5　計算機控制系統(tǒng)的理論與設計問題    1.5.1  計算機控制系統(tǒng)的理論問題    1.5.2  計算機控制系統(tǒng)的設計問題    本章小結    習題與思考題第2章  計算機控制系統(tǒng)的信號變換　2.1　模／數(shù)變換與數(shù)／模變換    2.1.1  信號類型    2.1.2　A／D轉(zhuǎn)換器    2.1.3  D／A轉(zhuǎn)換器    2.1.4　A／D轉(zhuǎn)換與D／A轉(zhuǎn)換對系統(tǒng)性能的影響　2.2　采樣過程的數(shù)學描述及特性分析    2.2.1  采樣過程的一般描述    2.2.2  采樣開關的數(shù)學描述    2.2.3  采樣信號的時域描述    2.2.4  采樣信號的頻域描述與頻域特性    2.2.5  采樣定理　2.3　信號的恢復與重構    2.3.1  信號的理想恢復過程    2.3.2  信號的非理想重構過程    2.3.3  零階保持器    2.3.4  后置濾波　2.4　信號的量化    本章小結    習題與思考題第3章  計算機控制系統(tǒng)的數(shù)學描述　3.1　Z變換理論    3.1.1  z變換的定義    3.1.2　z變換的方法    3.1.3  變換的性質(zhì)和定理    3.1.4  z反變換　3.2  差分方程    3.2.1  差分方程的一般形式    3.2.2  差分方程的求解　3.3　傳遞函數(shù)    3.3.1  z傳遞函數(shù)的概念    3.3.2  傳遞函數(shù)與差分方程的關系    3.3.3  開環(huán)z傳遞函數(shù)    3.3.4  閉環(huán)z傳遞函數(shù)    3.3.5  計算機控制系統(tǒng)的輸出響應計算　3.4  離散狀態(tài)空間描述    3.4.1  線性定常離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型的建立    3.4.2  連續(xù)狀態(tài)方程的離散化    3.4.3  計算機控制系統(tǒng)的閉環(huán)狀態(tài)    方程    本章小結    習題與思考題第4章  計算機控制系統(tǒng)的經(jīng)典分析方法　4.1　計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析    4.1.1  j平面與z平面的關系    4.1.2  計算機控制系統(tǒng)穩(wěn)定性條件    4.1.3  計算機控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷    4.1.4  采樣周期與開環(huán)增益對穩(wěn)定性的影響第5章　基于連續(xù)系統(tǒng)理論的數(shù)字控制器設計第6章　數(shù)字控制器Z域直接設計方法第7章　計算機控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析第8章　計算機控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設計第9章　分級分布計算機控制系統(tǒng)第10章　計算機數(shù)值控制系統(tǒng)第11章　計算機控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：自1946年第一臺電子計算機問世以來，計算機技術便逐漸成為影響現(xiàn)代科學技術發(fā)展的重要因素，并在科學技術、社會生產(chǎn)與日常生活等各個方面引起了一場深刻的革命。工業(yè)控制領域是較早應用計算機技術的一個重要領域。計算機的產(chǎn)生與發(fā)展，不僅是對傳統(tǒng)控制技術的重要變革，加速了工業(yè)自動化進程，同時也有力地促進了現(xiàn)代控制理論的發(fā)展與實際應用。計算機控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代自動化技術的重要內(nèi)容與具體形式。本章將簡要介紹計算機控制系統(tǒng)的有關基本概念、組成、典型應用類型及其所涉及的基本理論問題。1.1 計算機控制系統(tǒng)概述計算機控制系統(tǒng)作為計算機在工業(yè)控制工程中的重要應用形式，與傳統(tǒng)的非計算機控制系統(tǒng)相比有何異同或優(yōu)勢？本節(jié)將從計算機控制系統(tǒng)的基本概念出發(fā)來回答這個問題。1.1.1 計算機控制系統(tǒng)的一般概念計算機控制系統(tǒng)是在自動控制理論與計算機技術的基礎上發(fā)展起來的，因此，計算機控制系統(tǒng)的相關概念與傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)是密切相關的。一般而言，自動控制系統(tǒng)就系統(tǒng)的結構形式而言，主要可歸納為兩類，即開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1.1所示。

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