《計算機控制系統》介紹計算機控制系統的理論基礎知識和應用技術。主要內容包括:計算機控制系統的信號分析、離散系統的數學描述和數學模型;PID控制、大林算法、史密斯預估算法和最少拍控制等常規控制技術,以及模糊控制、神經網絡控制和遺傳算法等智能控制技術;基于MATLAB的計算機控制系統仿真實驗,以及基于TD-ACC+實驗平臺的實驗。《計算機控制系統》每章附習題和參考答案,并提供電子課件。
《計算機控制系統》可作為高等學校自動化、電氣等專業高年級本科生和研究生的教材,也可供相關工程技術人員參考。
第1章 計算機控制系統概論
1.1 計算機控制系統定義
1.2 計算機控制系統特點
1.3 計算機控制系統分類
1.3.1 直接數字控制系統
1.3.2 計算機監督控制系統
1.3.3 分布式控制系統
1.3.4 現場總線控制系統
1.3.5 計算機集成制造系統
1.4 計算機控制系統發展趨勢
習題
第2章 信號與系統分析
2.1 信號的分類及變換
2.2 A/D變換
2.2.1 采樣
2.2.2 量化
2.2.3 編碼
2.3 D/A變換
2.3.1 解碼
2.3.2 保持
2.4 信號的數學表示
2.5 線性時不變系統
習題
第3章 線性常系數差分方程
3.1 線性常系數差分方程
3.2 Z變換
3.2.1 Z變換定義
3.2.2 Z變換的性質和定理
3.2.3 求Z變換的方法
3.3 Z反變換
3.4 用Z變換求解線性常系數差分方程
習題
第4章 脈沖傳遞函數
4.1 脈沖傳遞函數定義
4.2 由系統模擬框圖求等效脈沖傳遞函數
4.2.1 開環系統脈沖傳遞函數
4.2.2 閉環系統脈沖傳遞函數
4.2.3 擾動信號對系統輸出的影響
4.3 由脈沖傳遞函數繪制系統模擬框圖
4.4 狀態方程和輸出方程
4.5 信號流圖
4.6 離散系統頻率特性
習題
第5章 常規控制規律
5.1 PID控制
5.1.1 PID控制原理
5.1.2 數字PID控制算法改進
5.1.3 數字PID控制的參數整定
5.2 純滯后系統控制
5.2.1 大林算法
5.2.2 史密斯預估算法
5.3 最少拍控制
5.3.1 最少拍控制原理
5.3.2 最少拍控制器設計
5.3.3 最少拍無紋波控制
5.4 數字控制算法的計算機實現
5.4.1 直接實現法
5.4.2 串聯實現法
5.4.3 并聯實現法
習題
第6章 智能控制技術
6.1 智能控制概念
6.2 模糊控制
6.2.1 模糊控制定義
6.2.2 模糊控制的數學基礎
6.2.3 模糊控制原理
6.2.4 模糊控制器的設計
6.3 神經網絡控制
6.3.1 神經網絡控制定義
6.3.2 神經網絡理論基礎
6.3.3 神經網絡控制的結構方案
6.3.4 神經網絡控制的優越性
6.4 遺傳算法
6.4.1 遺傳算法基本原理
6.4.2 遺傳算法基本操作
6.4.3 遺傳算法的特點
習題
第7章 可編程控制器與嵌入式系統
7.1 可編程控制器
7.1.1 PLC的定義
7.1.2 PLC的主要功能與特點
7.1.3 PLC的結構和組成
7.1.4 PLC的工作原理
7.1.5 PLC的主要技術指標
7.2 嵌入式系統
7.2.1 嵌入式系統的定義
7.2.2 嵌入式系統的分類
7.2.3 嵌入式系統的特點
7.2.4 嵌入式操作系統
習題
第8章 MATLAB仿真實驗
實驗一 基于Matlab的控制系統基礎
實驗二 計算機控制系統的時域分析
實驗三 計算機控制系統穩定性分析
實驗四 線性單時滯系統的穩定性分析
實驗五 線性雙時滯系統的穩定性分析
實驗六 線性時滯系統的時滯相關魯棒H∞控制研究(1)
實驗七 線性時滯系統的時滯相關魯棒H∞控制研究(2)
第9章 TD-ACC+系統實驗
9.1 TD-ACC+系統介紹
9.1.1 TD-ACC+系統的構成
9.1.2 系統主要單元電路介紹
9.1.3 I386EX系統板資源介紹
9.1.4 聯機軟件說明
9.1.5 實驗系統連接與調試
9.1.6 DEBUG命令介紹
9.1.7 虛擬儀器界面
9.1.8 自定義功能
9.1.9 軟件疑難解答
9.2 TD-ACC+系統實驗
實驗一 數/模、模/數轉換實驗
實驗二 信號的采樣與保持
實驗三 信號的還原
實驗四 數字濾波
實驗五 積分分離法PID 控制
實驗六 帶死區的PID控制
實驗七 簡易工程法整定PID參數
實驗八 大林(Dahlin)算法
實驗九 最小拍控制系統
實驗十 數字PWM 發生器和直流電機調速控制
實驗十一 溫度閉環控制系統的設計和實現
實驗十二 單神經元自適應閉環控制
實驗十三 數字脈沖分配器和步進電機調速控制
實驗十四 直流電機閉環調速控制系統設計和實現
附錄A 常用函數的拉氏變換和Z變換表
附錄B 常用數學公式
附錄C 對象整定的方法
附錄D 溫度閉環控制系統的設計和實現實驗參考程序參數表
附錄E 直流電機閉環調速控制系統設計和實現實驗參考程序參數表
習題和答案
參考文獻