計算機控制系統(tǒng)

     目錄
   前言
   第1章 計算機控制概論
    1.1典型的計算機控制系統(tǒng)
    1.2計算機控制系統(tǒng)的分類
    1.3計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構和組成
    1.3.1控制對象
    1.3.2執(zhí)行器
    1.3.3測量環(huán)節(jié)
    1.3.4數(shù)字調(diào)節(jié)器及輸入、輸出通道
    1.4計算機控制系統(tǒng)的性能及其指標
    1.4.1計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
    1.4.2計算機控制系統(tǒng)的能控性和能觀測性
    1.4.3動態(tài)指標
    1.4.4穩(wěn)態(tài)指標
    1.4.5綜合指標
    1.5對象特性對控制性能的影響
    1.5.1對象放大系數(shù)對控制性能的影響
    1.5.2對象的慣性時間常數(shù)對控制性能的影響
    1.5.3對象的純滯后時間對控制性能的影響
    1.6計算機控制研究的課題
    1.7計算機控制的發(fā)展方向
    1.8計算機控制的發(fā)展前景
    1.9練習題
   第2章 線性離散系統(tǒng)的Z變換分析法
    2.1概述
    2.1.1線性離散系統(tǒng)的數(shù)學描述和分析方法
    2.1.2差分方程的解法
    2.2Z變換
    2.2.1Z變換的定義
    2.2.2Z變換的性質(zhì)和定理
    2.3Z反變換
    2.3.1部分分式法
    2.3.2長除法
    2.3.3留數(shù)計算法
    2.4用Z變換求解差分方程
    2.5Z傳遞函數(shù)
    2.5.1Z傳遞函數(shù)的定義
    2.5.2連續(xù)環(huán)節(jié)（或系統(tǒng)）的離散化
    2.5.3Z傳遞函數(shù)的性質(zhì)
    2.5.4用傳遞函數(shù)來分析離散系統(tǒng)的過渡過程特性
    2.5.5用Z傳遞函數(shù)來分析離散系統(tǒng)的誤差特性
    2.6線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
    2.6.1S平面與Z平面的映射關系
    2.6.2線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定域
    2.6.3線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)
    2.7線性離散系統(tǒng)的性能分析
    2.8線性離散系統(tǒng)的根軌跡分析法
    2.8.1根軌跡分析法
    2.8.2開環(huán)零點、極點的分布對根軌跡的影響
    2.8.3Z平面上的等阻尼比線及其應用
    2.9線性離散系統(tǒng)的頻率特性分析法
    2.9.1極坐標法
    2.9.2對數(shù)頻率特性法
    2.10練習題
   第3章 線性離散系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間分析法
    3.1概述
    3.2線性離散系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間表達式
    3.2.1由差分方程導出離散狀態(tài)空間表達式
    3.2.2由Z傳遞函數(shù)建立離散狀態(tài)空間表達式
    3.3線性離散系統(tǒng)離散狀態(tài)方程的求解
    3.4線性離散系統(tǒng)的Z傳遞矩陣
    3.5線性離散系統(tǒng)的Z特征方程
    3.6計算機控制系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間表達式
    3.7用離散狀態(tài)空間法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性
    3.8練習題
   第4章 計算機控制系統(tǒng)的離散化設計
    4.1有限拍設計概述
    4.2有限拍調(diào)節(jié)器的設計
    4.3采樣頻率的選擇
    4.4有限拍無紋波設計
    4.5有限拍設計的改進
    4.6擾動系統(tǒng)的有限拍設計
    4.7有限拍設計的小結(jié)
    4.8W變換設計法
    4.9根軌跡設計法
    4.10練習題
   第5章 計算機控制系統(tǒng)的模擬化設計
    5.1概述
    5.2對數(shù)頻率特性法校正
    5.3數(shù)字PID控制
    5.4數(shù)字PID控制的改進
    5.4.1積分分離PID控制算法
    5.4.2不完全微分PID算法
    5.4.3微分先行PID算法
    5.4.4帶死區(qū)的PID控制
    5.5數(shù)字PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定
    5.5.1PID調(diào)節(jié)器參數(shù)對控制性能的影響
    5.5.2采樣周期T的選擇
    5.5.3擴充臨界比例度法選擇PID參數(shù)
    5.5.4擴充響應曲線法選擇PID參數(shù)
    5.5.5PID歸一參數(shù)的整定法
    5.5.6變參數(shù)的PID控制
    5.6數(shù)字PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的自尋最優(yōu)控制
    5.6.1性能指標的選擇
    5.6.2尋優(yōu)方法
    5.6.3自尋最優(yōu)數(shù)字調(diào)節(jié)器的設計
    5.7練習題
   第6章 模糊控制
    6.1概述
    6.2模糊邏輯的基本概念
    6.3模糊邏輯控制器的設計方法
    6.4模糊控制器的動態(tài)特性
    6.5用于機械手的混合模糊控制系統(tǒng)
    6.6模糊控制器的優(yōu)化方法
    6.7基于行為分類的模糊控制器的設計方法
    6.8小結(jié)
    6.9練習題
   第7章 離散狀態(tài)空間設計法
    7.1概述
    7.2離散系統(tǒng)的能控性和能觀測性
    7.2.1離散系統(tǒng)的能控性
    7.2.2離散系統(tǒng)的能觀測性
    7.3離散狀態(tài)空間設計法
    7.4最小能量控制系統(tǒng)的設計
    7.5離散二次型指標的最優(yōu)控制
    7.6離散系統(tǒng)的最大值原理
    7.7離散時間線性調(diào)節(jié)器
    7.8幾個矩陣運算的結(jié)果
    7.9練習題
   第8章 復雜規(guī)律計算機控制系統(tǒng)的設計
    8.1串級控制
    8.1.1串級控制系統(tǒng)的組成和工作原理
    8.1.2串級控制系統(tǒng)的特點
    8.1.3串級控制系統(tǒng)的應用范圍
    8.1.4計算機串級控制系統(tǒng)
    8.1.5串級控制系統(tǒng)的設計原則
    8.1.6串級主控和副控調(diào)節(jié)器的選擇
    8.1.7副控回路微分先行串級控制系統(tǒng)
    8.1.8多回路串級控制系統(tǒng)
    8.2前饋控制
    8.2.1前饋控制的工作原理
    8.2.2前饋控制的類型
    8.2.3計算機前饋控制
    8.2.4多變量前饋控制
    8.2.5前饋控制的設計原則
    8.2.6前饋調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定
    8.3純滯后對象的控制
    8.3.1大林算法
    8.3.2純滯后補償控制
    8.4多變量解耦控制
    8.4.1解耦控制原理
    8.4.2多變量解耦控制的綜合方法
    8.4.3計算機多變量解耦控制
    8.4.4計算機多變量解耦控制舉例
    8.5其它復雜規(guī)律控制系統(tǒng)的簡介
    8.5.1比值控制
    8.5.2均勻控制
    8.5.3分程控制
    8.5.4自動選擇性控制
    8.6練習題
   第9章 集散型控制系統(tǒng)
    9.1概述
    9.1.1典型的集散型控制系統(tǒng)
    9.1.2集散型控制系統(tǒng)的特點
    9.1.3集散型控制系統(tǒng)的發(fā)展概況
    9.2典型的集散型控制系統(tǒng)簡介
    9.2.1山武－霍尼威爾的TDCS－2000系統(tǒng)
    9.2.2美國貝利控制公司的NETWORK－90
    9.2.3德國西門子公司TELEPERMM集散型控制系統(tǒng)
    9.2.4新型的集散型信息管理控制系統(tǒng)TDCS－3000
    9.3集散型控制系統(tǒng)的可靠性
    9.3.1可靠性指標
    9.3.2加強硬件質(zhì)量管理提高系統(tǒng)的利用率
    9.3.3由系統(tǒng)的結(jié)構提高系統(tǒng)的利用率
    9.3.4系統(tǒng)的利用率
    9.4集散型控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信概要
    9.4.1概述
    9.4.2局域網(wǎng)絡通信協(xié)議簡介
    9.4.3工業(yè)控制局域網(wǎng)絡的選型
    9.5集散型控制系統(tǒng)的應用
    9.5.1TDCS－2000在蒸餾塔最優(yōu)化系統(tǒng)中的應用
    9.5.2TDCS－2000在鋼鐵燃燒爐上的應用
    9.5.3TDCS2000用于鍋爐控制
    9.6練習題
   第10章 計算機控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
    10.1總體設計概述
    10.2體系結(jié)構設計、系統(tǒng)總線選擇和計算機型選擇
    10.3輸入、輸出通道設計概要
    10.3.1模擬量輸入模板THIPC7401
    10.3.2模擬量輸出模板THIPC－7410
    10.3.3數(shù)字量輸入模板TH－IPC7601
    10.3.4數(shù)字量輸出模板THIPC7600
    10.3.5信號調(diào)理模板TH－IPC7431
    10.3.6繼電器輸出模板THIPC7620
    10.4工業(yè)控制機提高可靠性的措施
    10.4.1系統(tǒng)的結(jié)構設計
    10.4.2元器件的選擇，老化篩選
    10.4.3信號、電源、接地的抗干擾措施
    10.4.4感性負載回路的抗干擾措施
    10.4.5多重化結(jié)構技術
    10.4.6信號隔離技術
    10.4.7看門狗（Watchdog）及電源掉電檢測技術
    10.4.8軟件設計的可靠性措施
    10.5數(shù)字調(diào)節(jié)器的計算機實現(xiàn)
    10.5.1直接實現(xiàn)法
    10.5.2直接實現(xiàn)的正則形式I
    10.5.3直接實現(xiàn)的正則形式Ⅱ
    10.5.4串接實現(xiàn)法
    10.5.5并接實現(xiàn)法
    10.5.6數(shù)字調(diào)節(jié)器實現(xiàn)方法小結(jié)
    10.6數(shù)學模型的轉(zhuǎn)換
    10.6.1傳遞函數(shù)與Z傳遞函數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換
    10.6.2微分方程轉(zhuǎn)換為差分方程——差分變換法
    10.6.3連續(xù)與離散狀態(tài)方程的相互轉(zhuǎn)換
    10.7控制系統(tǒng)的計算機輔助設計、計算和數(shù)字仿真
    10.7.1控制系統(tǒng)的計算機輔助設計
    10.7.2計算機的輔助計算
    10.7.3控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真
    10.8計算機控制程序設計概要
    10.8.1程序設計的功能要求
    10.8.2結(jié)構程序設計
    10.9計算機控制系統(tǒng)的設計
    10.9.1農(nóng)藥生產(chǎn)過程的計算機控制
    10.9.2智能移動機器人的設計與實現(xiàn)
    10.10練習題
   附錄
   參考文獻