计算机控制工程

目录
前言
第1章 绪论
1.1 计算机控制系统的一般概念
1.2 计算机控制系统的组成
1.2.1 被控对象
1.2.2 执行器
1.2.3 测量环节
1.2.4 数字调节器与输入、输出接口
1.3 计算机控制系统的分类
1.3.1 数据采集与处理系统
1.3.2 直接数字控制
1.3.3 集散控制系统
1.3.4 多级递阶控制系统
1.4 计算机控制的研究范围和发展趋势
习题
第2章 控制计算机的结构和通道接口
2.1 控制计算机的结构及特点
2.1.1 控制计算机结构
2.1.2 控制计算机总线
2.1.3 控制计算机的特点
2.2 接口和通道技术
2.2.1 计算机对外围通道的控制
2.2.2 模拟量的输入输出通道
2.2.3 数字量的输入输出通道
2.2.4 A/D、D/A转换器及其接口技术
2.2.5 抗干扰技术
习题
第3章 采样与z变换定理
3.1 采样过程与采样定理
3.1.1 采样过程
3.1.2 采样定理及其分析
3.1.3 采样保持结构
3.1.4 采样频率的选取
3.2 z变换的定义、性质和定理
3.2.1 z变换的定义
3.2.2 z变换的性质和定理
3.3 z反变换
3.4 用z变换求解差分方程
习题
第4章 线性离散系统的描述与分析
4.1 线性离散系统的差分方程描述
4.2 z传递函数
4.2.1 z传递函数的定义
4.2.2 由系统的差分方程求其z传递函数
4.2.3 一般环节的z传递函数的计算
4.3 离散状态空间表达式
4.3.1 状态变量与状态空间表达式
4.3.2 由差分方程求离散状态空间表达式
4.3.3 由z传递函数求离散状态空间表达式
4.3.4 线性离散系统的z传递矩阵
4.3.5 线性离散系统的z特征方程
4.3.6 关于状态实现的进一步讨论
4.3.7 计算机控制系统的离散状态空间表达式
4.3.8 线性离散状态方程的求解
4.4 线性离散系统的稳定性分析
4.4.1 离散系统稳定性条件
4.4.2 s平面与z平面的映射关系
4.4.3 线性离散系统的稳定性判据
4.5 离散系统的误差分析
4.5.1 对参考输入的静态系统误差
4.5.2 离散系统的静态误差与对应的连续系统的关系
4.5.3 离散系统误差级数和对应的动态误差系数
4.5.4 对于干扰输入的静态系统误差
习题
第5章 计算机控制系统的模拟化设计法
5.1 模拟化设计与离散化设计
5.2 模拟控制器的近似离散化
5.2.1 基于脉冲响应的方法
5.2.2 基于变量代换的方法
5.2.3 设计举例
5.3 数字PID控制器的设计
5.3.1 数字PID控制器
5.3.2 数字PID控制的改进算法
5.3.3 数字PID控制器参数的选择
5.4 纯时延系统的计算机控制
5.4.1 大林控制器
5.4.2 Smith控制器
习题
第6章 计算机控制系统的离散化设计法
6.1 离散化设计的基本步骤
6.2 最小拍控制系统的设计
6.2.1 最小拍系统设计准则
6.2.2 最小拍有纹波系统φ(z)的确定方法
6.2.3 最小拍有纹波系统响应特性
6.3 最小拍无纹波系统的设计
6.3.1 最小拍无纹波系统的必要条件
6.3.2 最小拍无纹波系统φ(z)的确定方法
6.3.3 最小拍无纹波系统的响应特性
6.4 改进的最小拍设计
6.4.1 数字控制器的切换设计
6.4.2 折中设计法
6.4.3 最小均方误差设计
6.5 具有干扰的最小拍系统设计
6.5.1 最小拍系统对干扰的抑制性
6.5.2 复合控制系统设计
6.6 极点配置设计
6.6.1 简单反馈控制系统的极点配置设计
6.6.2 前馈、反馈结构的极点配置设计
6.7 输出最小方差控制系统设计
6.7.1 设计问题的描述
6.7.2 输出最小方差控制
6.7.3 对象具有单位圆外零点的最小方差控制
6.8 伯德图与根轨迹设计法
6.8.1 数字控制器的伯德图设计法
6.8.2 数字控制器的根轨迹设计法
习题
第7章 计算机控制系统的状态空间设计法
7.1 输出反馈设计法
7.1.1 连续状态方程的离散化
7.1.2 最小拍系统的跟踪条件
7.1.3 输出反馈法的设计步骤
7.2 基于状态空间的极点配置设计
7.2.1 状态反馈极点配置设计
7.2.2 按极点配置设计状态观测器
7.2.3 用观测状态反馈的控制器设计
7.3 基于状态空间的最优化设计
7.3.1 LQ最优控制设计
7.3.2 状态最优估计器设计
7.3.3 LQG最优控制器设计
习题
第8章 计算机复杂控制系统的设计
8.1 串级控制系统
8.1.1 串级控制系统的组成和工作原理
8.1.2 串级控制系统的功能和特点
8.1.3 串级控制系统的应用范围
8.1.4 串级控制的设计和实施中的一些问题
8.1.5 计算机串级控制系统
8.1.6 串级控制系统的设计原则
8.1.7 多回路串级控制系统
8.2 前馈控制系统
8.2.1 前馈控制的原理
8.2.2 前馈控制系统设计中的若干问题
8.2.3 计算机前馈控制系统
8.2.4 前馈控制系统设计原则
8.2.5 前馈调节器参数的整定
8.3 解耦控制
8.3.1 解耦控制原理
8.3.2 解耦控制系统的设计
8.3.3 计算机解耦控制
8.4 比值控制和分程控制
8.4.1 比值控制系统
8.4.2 分程控制系统
8.5 均匀控制和选择性控制
8.5.1 均匀控制
8.5.2 选择性控制
8.6 模糊控制
8.6.1 模糊控制的数学基础
8.6.2 模糊控制基本原理
8.6.3 模糊控制器的设计
习题
第9章 计算机分布式控制系统简介
9.1 DCS的结构与组成
9.2 DCS的操作站和工程师站
9.2.1 操作站
9.2.2 工程师站
9.3 DCS的控制站和监视站
9.3.1 参数控制
9.3.2 状态控制
9.3.3 数据监测
9.4 DCS的数据通信
9.4.1 数据通信网络的拓扑结构
9.4.2 数据通信网络的控制
9.4.3 数据通信网络的组成
9.4.4 局域网络通信协议
9.5 DCS面临的挑战及发展方向
习题
第10章 计算机控制系统的应用举例
10.1 控制对象1：齐鑫实验装置
10.1.1 控制系统外观图
10.1.2 控制软件介绍
10.1.3 带冷水夹套热水锅炉的温度控制
10.1.4 入水点压力控制
10.1.5 基于Laguerre函数的协调优化过程控制系统介绍
10.2 控制对象2：半导体高温扩散炉温度控制
10.2.1 扩散炉及其计算机控制简介
10.2.2 基于Laguerre函数的扩散炉温度控制
10.3 控制对象3：有机玻璃双容水箱
10.3.1 双容水箱的结构及使用
10.3.2 双容水箱计算机控制系统软件介绍
10.3.3 水箱级联单输入单输出液位控制
10.3.4 水箱双输入双输出液位控制
参考文献
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