電氣裝備的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

前言

　　微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)帶動整個高新技術(shù)群體飛速發(fā)展，迅速轉(zhuǎn)化為巨大的經(jīng)濟(jì)效益。高技術(shù)競爭和突破正在創(chuàng)造著新的生產(chǎn)方式和經(jīng)濟(jì)秩序，高新技術(shù)滲透到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深刻改變。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)正是在這場新技術(shù)革命中產(chǎn)生的新興領(lǐng)域．微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)使信息與智能、機(jī)械裝置、電氣設(shè)備有機(jī)結(jié)合，使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)和能量的有規(guī)則運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性和低能耗?！　∮?jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門跨學(xué)科，應(yīng)用性強(qiáng)的課程。目前已有很多介紹計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的教材。但多數(shù)都是以化學(xué)反應(yīng)過程這樣的慢過程系統(tǒng)作為被控對象來介紹的。本書在參照了其中的部分教材后，側(cè)重于快過程系統(tǒng)，特別是運(yùn)動控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制，以滿足高等院校的電氣工程及其自動化、工業(yè)電氣自動化、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、檢測技術(shù)與儀器儀表等專業(yè)教學(xué)的需要。　　本書共分八章。第一章是緒論，介紹了電氣裝備及其計(jì)算機(jī)控制的基本概念，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、形式和特點(diǎn)等；第二章和第三章介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入和輸出通道，主要內(nèi)容有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的接口技術(shù)、常用的接口、檢測和控制硬件以及它們的選用等；第四章對學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)所需的一些理論基礎(chǔ)進(jìn)行了介紹，如采樣過程與信號重構(gòu)過程、Z變換、差分方程與脈沖傳遞函數(shù)、離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性等；第五章介紹動力裝置，主要是PWM變頻器，和交流伺服系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制；第六章介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)節(jié)器的模擬化和離散化設(shè)計(jì)方法，包括PID控制、最少拍控制、串級控制、前饋控制和解耦控制等；第七章介紹數(shù)字運(yùn)動控制技術(shù)，在介紹了運(yùn)動控制的基本概念和基本原理之后，介紹了各種插補(bǔ)算法，最后集中討論了伺服系統(tǒng)中位置控制的實(shí)現(xiàn)；在本書的最后一章討論了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中的一些具體問題，如設(shè)計(jì)的步驟與方法、檢測信號的處理、控制程序的實(shí)現(xiàn)、量化問題以及可靠性問題等?！　⊥ㄟ^對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)方法。學(xué)習(xí)本課程所需的先導(dǎo)課程有《自動控制原理》、《微機(jī)原理》、《電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》等。本書也可以作為研究生和有關(guān)技術(shù)人員的自學(xué)和參考用書。　　計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，涉及的內(nèi)容也日益寬廣和豐富。盡管作者做了很大的努力，但由于水平有限，難免存在許多不妥和錯誤之處，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

工業(yè)控制是計(jì)算機(jī)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)控制正是為了適應(yīng)這一領(lǐng)域的需要而發(fā)展起來的一門專業(yè)技術(shù)。本書以電氣裝備作為被控對象，介紹了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的理論基礎(chǔ)、硬件和軟件的設(shè)計(jì)、分析與實(shí)現(xiàn)方法，是一本理論聯(lián)系實(shí)際的，具有較強(qiáng)系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性的教材。        本書可以作為高等院校電氣工程及其自動化、工業(yè)電氣自動化、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、檢測技術(shù)與儀器儀表等專業(yè)的教材，也可以作為研究生和有關(guān)技術(shù)人員的自學(xué)和參考用書。

書籍目錄

第一章　緒論  1.1　機(jī)電一體化與電氣裝備  1.2　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)  1.3　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成  1.4　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類與特點(diǎn)  1.4.1　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類  1.4.2　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)第二章　輸入通道及其中的硬件　2.1　數(shù)字量輸入通道　  2.1.1　數(shù)字量輸入通道的結(jié)構(gòu)　  2.1.2　數(shù)字量的信號調(diào)理　2.2　數(shù)字式傳感器　  2.2.1　增量式光電編碼器　  2.2.2　絕對式光電編碼器　  2.2.3　開關(guān)量傳感器　2.3　A／D轉(zhuǎn)換    2.3.1　逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器原理    2.3.2  A／D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)    2.3.3  A／D轉(zhuǎn)換器的選擇原則    2.3.4  A／D轉(zhuǎn)換器的外特性    2.3.5　采用電壓頻率(V／F)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換　2.4　模擬量輸入通道　  2.4.1　模擬輸入通道的結(jié)構(gòu)　  2.4.2　多路模擬信號輸入　  2.4.3　采樣與保持　  2.4.4  I／V變換　  2.4.5　信號標(biāo)度轉(zhuǎn)換　2.5　模擬傳感器　  2.5.1　電壓電流傳感器　  2.5.2　感應(yīng)同步器第三章　輸出通道中的硬件　3.1　數(shù)字量輸出通道　  3.1.1　數(shù)字量輸出通道　  3.1.2　數(shù)字量的信號調(diào)理　3.2　常用功率放大器件及其驅(qū)動　  3.2.1  電磁繼電器及其驅(qū)動　  3.2.2　大功率晶閘管的驅(qū)動　  3.2.3　大功率三極管的驅(qū)動　  3.2.4  IGBT的驅(qū)動　  3.2.5　固態(tài)繼電器及其驅(qū)動　3.3　模擬量輸出通道　  3.3.1　D／A轉(zhuǎn)換　  3.3.2　模擬輸出通道的結(jié)構(gòu)　  3.3.3　V／I變換　  3.3.4　模擬量的隔離第四章　計(jì)算機(jī)控制理論基礎(chǔ)  4.1　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的信號  4.2　采樣過程與信號重構(gòu)    4.2.1　理想采樣過程的時域數(shù)學(xué)描述    4.2.2　理想采樣信號的頻域特性    4.2.3　采樣定理    4.2.4　信號的重構(gòu)　4.3　Z變換及其性質(zhì)  　4.3.1 Z變換的定義　  4.3.2　求Z變換的方法　  4.3.3　Z變換的基本定理　  4.3.4　Z反變換　4.4　離散系統(tǒng)的差分方程　  4.4.1　離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型　  4.4.2　差分方程的解法　4.5　離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)　  4.5.1　脈沖傳遞函數(shù)　  4.5.2　脈沖傳遞函數(shù)與差分方程　  4.5.3　開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)　  4.5.4　閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)　4.6　離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性　  4.6.1　s平面與z平面的映射關(guān)系　  4.6.2　離散系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域……第五章　PWM驅(qū)動與電氣傳動第六章　常規(guī)與復(fù)雜控制技術(shù)第七章　數(shù)字運(yùn)動控制技術(shù)第八章　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)參考文獻(xiàn)

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