本書系統(tǒng)地闡述了計算機控制系統(tǒng)的分析方法、設計方法以及工程的實際應用。主要內(nèi)容有計算機控制系統(tǒng)概述與基本類型,信號的分類、采樣與恢復,Z變換,脈沖傳遞函數(shù),離散系統(tǒng)的頻域分析,計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、穩(wěn)態(tài)誤差分析、時域特性分析、頻域特性分析、穩(wěn)態(tài)準確度分析、輸出響應,計算機控制系統(tǒng)的離散化設計,計算機控制系統(tǒng)的模擬化設計,計算機控制系統(tǒng)設計與應用。本書既注重理論體系的完整性,又注重工程實際的應用性,理論聯(lián)系實際,解決了工程中一些常見的問題。
本書可作為高等院校自動化、計算機、自動控制及相關(guān)專業(yè)本科生的教材或參考書,也可供相關(guān)科研人員以及工程技術(shù)人員學習參考。
前言
第1章計算機控制系統(tǒng)導論
11計算機控制系統(tǒng)概述
111計算機控制系統(tǒng)的組成
112計算機控制系統(tǒng)的特點
113計算機控制系統(tǒng)的優(yōu)勢
12計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展與應用
121計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展
122計算機控制系統(tǒng)的應用
13計算機控制系統(tǒng)的基本類型
131操作指導系統(tǒng)
132直接數(shù)字控制系統(tǒng)
133監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)
134集中控制系統(tǒng)
135集散控制系統(tǒng)
136現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
137網(wǎng)絡控制系統(tǒng)
14計算機控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容
141異質(zhì)信號變換
142被控對象建模
143系統(tǒng)性能分析
144控制算法設計
【本章小結(jié)】
本章習題
第2章計算機控制系統(tǒng)信號分析
21計算機控制系統(tǒng)中的信號分類
211信號類型
212A/D轉(zhuǎn)換
213D/A轉(zhuǎn)換
214信號的分類
22采樣過程的數(shù)學描述及特性分析
221采樣過程的一般描述
222采樣開關(guān)的數(shù)學描述
223理想采樣信號的時域描述
224理想采樣信號的復域描述
225理想采樣信號的頻域描述
226采樣定理
227前置濾波器
23信號的恢復和重構(gòu)
231信號的理想恢復過程
232信號的非理想恢復過程
233零階保持器
234后置濾波器
24信號的量化
【本章小結(jié)】
本章習題
第3章計算機控制系統(tǒng)的數(shù)學描述
31Z變換
311Z變換的定義
312求Z變換的方法
313Z變換的基本定理
314Z反變換
315Z變換法研究系統(tǒng)性能時需
注意的兩個問題
32差分方程
321差分方程的一般形式
322線性常系數(shù)差分方程的迭代
解法
323差分方程的Z變換解法
33脈沖傳遞函數(shù)
331脈沖傳遞函數(shù)的定義
332差分方程與脈沖傳遞函數(shù)
333開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)
334閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)
335有干擾作用時閉環(huán)系統(tǒng)的輸出
34系統(tǒng)的頻域分析
341離散系統(tǒng)頻率特性定義
342離散系統(tǒng)頻率特性的計算
343離散系統(tǒng)頻率特性的特點
【本章小結(jié)】
本章習題
第4章計算機控制系統(tǒng)分析
41s平面與z平面的映射分析
411s平面與z平面的基本映射關(guān)系
412s平面上等值線在z平面的映射
42計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
421計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定條件
422計算機控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷
423采樣周期對計算機控制系統(tǒng)
穩(wěn)定性的影響
43計算機控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析
431計算機控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的
定義
432線性定常計算機控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)
誤差的計算
433采樣周期對穩(wěn)態(tài)誤差的影響
44計算機控制系統(tǒng)的時域特性分析
441計算機控制系統(tǒng)動態(tài)特性指標
442系統(tǒng)閉環(huán)極點分布與時間響應
關(guān)系
45計算機控制系統(tǒng)的頻域特性分析
451極坐標法
452對數(shù)頻率特性法
【本章小結(jié)】
本章習題
第5章計算機控制系統(tǒng)的經(jīng)典設計
方法
51連續(xù)域-離散化設計原理與步驟
511設計原理
512設計步驟
52各種離散化方法及特性
521一階向后差分法
522一階向前差分法
523雙線性變換法(Tustin變換法)
524修正雙線性變換
525零極點匹配法
526其他離散化方法
527連續(xù)域-離散化方法小結(jié)
53應用舉例
54數(shù)字PID控制器設計
541數(shù)字PID基本算法
542數(shù)字PID控制算法改進
543PID調(diào)節(jié)參數(shù)的整定
【本章小結(jié)】
本章習題
第6章計算機控制系統(tǒng)直接設計
方法
61z平面根軌跡設計
611z平面根軌跡設計的時域性能
指標要求
612z平面根軌跡
613z平面根軌跡設計方法
62ω′變換及頻率域設計
621頻域性能指標要求
622ω′變換
623ω′變換頻率響應設計法
63解析法直接設計基本原理
64少拍控制器設計
641簡單對象的基本少拍控制器
設計
642復雜對象的少拍控制器設計
643少拍無紋波控制器設計
65大林算法
651大林算法的基本形式
652振鈴現(xiàn)象及其消除方法
66數(shù)字控制器D(z)的程序?qū)崿F(xiàn)
661直接程序設計法
662串聯(lián)程序設計法
663并聯(lián)程序設計法
【本章小結(jié)】
本章習題
第7章計算機控制系統(tǒng)設計
與應用案例
71計算機控制系統(tǒng)設計的一般原則
和步驟
711系統(tǒng)設計的原則
712系統(tǒng)設計的步驟
72計算機控制系統(tǒng)應用案例
721電阻爐溫度控制系統(tǒng)
722伺服控制系統(tǒng)
【本章小結(jié)】
本章習題
附錄Z變換表
參考文獻