- 计算机控制技术(面向新工科普通高等教育系列教材)
- - 作者：编者:王直杰//任正云|责编:廉静
  - 出版社：化学工业
  - ISBN：9787122454621
  - 出版日期：2024/07/01
  - 页数：233
- 售价：23.2

内容大纲
本书系统地讲述了计算机控制系统基本原理与实现技术。全书共9章，分为四部分：①计算机控制的理论基础，包括计算机控制的基本概念、系统信号分析、计算机控制系统的分析方法；②计算机控制系统设计，包括间接设计法（PID控制、史密斯预估法）、直接设计法（最少拍无波纹设计、大林算法）和离散系统状态空间分析与设计方法；③计算机控制系统工程实现技术，包括预测PI控制的性能及使用方法，集散控制系统、现场总线等典型的计算机控制系统以及人工智能、工业大数据、工业互联网在计算机控制系统中的应用；④介绍三组实验，包括以单片机为核心构建的简单的计算机控制系统、以CODESYS为核心构建的集散控制系统和预测PI控制实验。
本书可作为高等学校自动化、计算机应用、信息工程等专业高年级本科生和研究生的教材，也可作为相关专业领域科研和工程技术人员的参考书。
作者介绍
目录
第1章  概论
  1.1  计算机控制系统的基本概念
  1.2  计算机控制系统的硬件组成
    1.2.1  计算机系统
    1.2.2  检测仪表
    1.2.3  执行机构
    1.2.4  通信网络
    1.2.5  IO器件
    1.2.6  人机界面
  1.3  计算机控制系统的软件组成
    1.3.1  系统软件
    1.3.2  应用软件
  1.4  几种典型计算机控制系统
    1.4.1  数据采集与操作指导系统
    1.4.2  直接数字控制系统
    1.4.3  监督计算机控制系统
    1.4.4  分级计算机控制系统
  1.5  本书的主要内容
  练习题
第2章  离散系统分析与设计的数学基础
  2.1  模拟信号和数字信号的相互转换
    2.1.1  模拟信号
    2.1.2  采样信号
    2.1.3  数字信号
  2.2  采样过程的数学描述
  2.3  采样信号的频谱分析
  2.4  采样定理
  2.5  信号的非理想采样与重构
    2.5.1  信号的非理想采样
    2.5.2  信号的非理想重构
  2.6  z变换与z反变换
    2.6.1  z变换的定义
    2.6.2  常见信号的z变换
    2.6.3  z变换的性质和定理
    2.6.4  从拉普拉斯变换式求取z变换
    2.6.5  z反变换
  2.7  用z变换求解动态系统的差分方程
    2.7.1  线性定常离散系统差分方程的一般形式
    2.7.2  差分方程的迭代法求解
    2.7.3  差分方程的z变换求解
  2.8  线性离散动态系统的z传递函数
  练习题
第3章  计算机控制系统的分析
  3.1  计算机控制系统的简化框图
    3.1.1  被控对象
    3.1.2  数字控制器
  3.2  计算机控制系统的z传递函数
    3.2.1  系统连续环节的z传递函数的求取
    3.2.2  闭环z传递函数的求取
  3.3  计算机控制系统的特性分析

    3.3.1  过渡过程特性
    3.3.2  稳定性分析
    3.3.3  稳态误差分析
    3.3.4  计算机控制系统的采样周期
  练习题
第4章  数字控制器的间接设计方法
  4.1  数字控制器间接设计方法思路
    4.1.1  间接设计方法的步骤
    4.1.2  控制器的离散化方法
  4.2  数字PID控制器
    4.2.1  模拟PID控制
    4.2.2  数字PID控制
  4.3  改进的数字PID控制
    4.3.1  积分分离PID算法
    4.3.2  抗积分饱和PID算法
    4.3.3  不完全微分PID算法
    4.3.4  微分先行PID算法
    4.3.5  带死区的PID算法
  4.4  数字PID控制器的参数整定方法
    4.4.1  采样周期T的选择确定
    4.4.2  控制器参数KP、TI、TD的选择方法
    4.4.3  PID参数整定方法总结
  4.5  史密斯预估控制
    4.5.1  史密斯预估补偿原理
    4.5.2  史密斯预估补偿数字控制器
  练习题
第5章  数字控制器的直接设计方法
  5.1  数字控制器的直接设计步骤
  5.2  最少拍控制系统设计
    5.2.1  闭环脉冲传递函数的确定
    5.2.2  典型输入下的最少拍控制系统分析
  5.3  最少拍有波纹随动系统的设计
  5.4  最少拍无波纹随动系统的设计
  5.5  大林算法
    5.5.1  大林算法的数字控制器基本形式
    5.5.2  振铃现象及其消除
    5.5.3  大林算法的设计步骤
  练习题
第6章  离散系统状态空间分析与设计
  6.1  线性离散系统的状态空间描述
    6.1.1  由差分方程建立离散状态方程　
    6.1.2  由z传递函数建立离散状态空间表达式
  6.2  计算机控制系统状态方程
  6.3  线性离散系统的z特征方程和稳定性
    6.3.1  线性离散系统的z特征方程
    6.3.2  线性离散系统的稳定性
  6.4  线性离散状态方程的求解
  6.5  线性离散系统的能控性和能观测性
  6.6  状态反馈控制与状态观测器设计
    6.6.1  状态反馈控制

    6.6.2  状态观测器设计
  练习题
第7章  预测PI控制及工程实践
  7.1  一阶对象的预测PI控制器的结构
  7.2  预测PI控制系统的离散化及状态空间形式
  7.3  PPI控制器和PID控制器的比较
    7.3.1  PID控制器简介
    7.3.2  PID控制系统的结构及其状态空间形式
    7.3.3  仿真比较
  7.4  预测PI控制器和简化的预测PI控制器的比较
    7.4.1  SPPI控制器的结构和状态空间形式
    7.4.2  PPI和SPPI控制系统的性能分析
  7.5  积分系统的双预测PI控制
    7.5.1  简介
    7.5.2  双预测PI控制系统的结构及状态空间形式
    7.5.3  仿真比较
  7.6  双预测PI控制算法在生物发酵罐温度控制中的应用
    7.6.1  过程描述
    7.6.2  模型的建立
    7.6.3  控制系统的设计
    7.6.4  仿真实验
    7.6.5  与PI、PD、PID控制算法的性能比较
    7.6.6  实际控制效果
  练习题
第8章  计算机集散控制系统及其前沿技术
  8.1  集散控制系统的组成
    8.1.1  DCS的结构
    8.1.2  现场总线控制系统
  8.2  集散控制系统现场控制层的硬件设备
    8.2.1  数据采集设备
    8.2.2  微处理器系统
    8.2.3  智能仪表
    8.2.4  可编程控制器系统
    8.2.5  可编程自动化控制器PAC
    8.2.6  工业控制计算机IPC
  8.3  集散控制系统的软件技术
    8.3.1  计算机控制系统软件的基本功能
    8.3.2  计算机控制系统软件的特点
    8.3.3  计算机控制系统的软件分类
    8.3.4  国际工业控制编程标准IEC61131-3
    8.3.5  CODESYS软件与软PLC技术
  8.4  集散控制系统的通信技术
    8.4.1  串行总线通信网络
    8.4.2  工业以太网和现场总线
    8.4.3  OPC数据交换规范
  8.5  计算机控制系统与信息新技术
    8.5.1  工业互联网
    8.5.2  工业大数据
    8.5.3  工业人工智能
  练习题

第9章  计算机控制实验
  9.1  基于8051单片机的计算机控制实验
    9.1.1  实验装置的基本结构及功能
    9.1.2  带积分分离的PID控制算法实验
  9.2  基于CODESYS的分散控制系统开发实验
    9.2.1  实验系统的软硬件环境
    9.2.2  创建项目
    9.2.3  现场层、车间层的设备组态
    9.2.4  编写控制程序
    9.2.5  控制系统的人机界面开发
    9.2.6  OPCUAServer功能设置
  9.3  预测PI控制实验
    9.3.1  预测PI控制算法
    9.3.2  报警子程序
    9.3.3  主程序PLC_PRG的处理流程
参考文献

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