《计算机控制原理与技术》求取 ⇩

第一章引论1

1.1 引言1

1.2　计算机控制系统的一般组成2

1.2.1　硬件组成2

1.2.2　软件组成3

1.3　计算机控制系统的一般类型3

1.3.1　巡回检测和数据处理系统3

1.3.2　直接数字控制系统（DDC）4

1.3.3　监督控制系统（SCC）5

1.3.4　集散控制系统（DCS）5

第二章　信号的采样与复现7

2.1　连续信号的采样和星号拉氏变换7

2.1.1　连续信号的采样7

2.1.2　理想采样开关的数学描述7

2.1.3　利用卷积积分计算星号拉氏变换9

2.1.4　星号拉氏变换F＊（s）的特性10

2.1.5　香农采样定理12

2.2　信号的复现与保持器13

2.2.1　信号的复现13

2.2.2　零阶保持器13

2.2.3　一阶保持器15

2.3　过采样和不足采样16

2.3.1　不足采样——频率混淆16

2.3.2　选取采样周期的实际考虑17

习题18

第三章　Z变换19

3.1　Z变换定理及计算方法19

3.1.1　Z变换定义19

3.1.2　基本函数的Z变换19

3.1.3求Z变换表达式的一般计算方法21

3.1.4 Z变换的基本定理23

3.2Z反变换28

3.2.1 幂级数法29

3.2.2 部分分式法29

3.2.3 反演积分法31

3.2.4 用Z变换求解差分方程32

3.3线性离散系统的脉冲传递函数34

3.3.1 脉冲传递函数的定义34

3.3.2 脉冲传递函数的代数运算规则36

3.3.3 Z变换法分析闭环系统的响应特性41

3.4 具有时间延迟系统的脉冲传递函数计算44

习题46

第四章计算机控制系统的分析49

4.1线性定常离散系统的稳定性分析49

4.1.1 z平面的稳定性条件49

4.1.2 朱利（Jury）判据50

4.1.3 W变换的稳定性判据52

4.2 s平面和z平面之间的变换53

4.3离散系统的稳态误差56

4.3.1 离散系统的增益56

4.3.2 采样时刻的稳态误差分析57

4.3.3 采样周期对稳态误差的影响60

4.4 线性定常离散时间控制系统的频率特性61

4.5W变换和伯德图63

4.5.1 W变换63

4.5.2 伯德图64

习题66

第五章计算机控制系统的经典控制理论设计67

5.1离散与连续等效设计方法67

5.1.1 各种离散化方法67

5.1.2 离散与连续等效的设计方法75

5.1.3 预先补偿零阶保持器相位迟后的系统设计方法76

5.1.4 离散等效系统的稳态误差系数77

5.1.5 采样周期T的选取78

5.2 w平面设计方法78

5.3 根轨迹设计方法81

5.4数字PID控制器设计87

5.4.1 数字PID控制算法87

5.4.2　数字PID控制器基本结构88

5.4.3　数字PID控制算法的改进89

5.4.4　数字PID控制参数的整定91

5.5　按最少拍原理设计随动系统94

5.5.1　最少拍随动系统设计94

5.5.2　最少拍无波纹随动系统设计99

5.6　达林算法100

5.7　史密斯预估算法103

5.8　数字控制系统设计举例106

5.8.1　磁悬浮球数字控制系统106

5.8.2　恒温箱温控数字控制系统108

习题111

第六章　计算机控制系统的现代控制理论设计113

6.1离散时间系统的状态空间分析113

6.1.1 线性定常离散时间系统的状态方程113

6.1.2　连续状态方程的离散等效117

6.1.3　求解离散状态方程118

6.1.4　状态方程与脉冲传递函数的关系118

6.1.5　具有时间延迟系统的状态方程模型119

6.2　离散控制系统的可控性和可观测性121

6.2.1离散线性定常系统的可控性121

6.2.2　离散线性定常系统的可观测性122

6.2.3　可控性、可观测性的几个特性123

6.3　极点配置和观测器126

6.3.1采用状态反馈实现闭环系统的极点配置126

6.3.2　状态观测器设计127

6.3.3　降阶观测器129

6.4　离散系统的极大值原理130

6.4.1　无约束离散系统的极大值原理130

6.4.2　有约束离散系统的极大值原理132

6.5　动态规划133

6.5.1　最优性原理133

6.5.2　动态规划基本递推公式135

6.6　线性定常离散系统二次型最优控制138

6.6.1　有限长时间线性数字调节器138

6.6.2　无限长时间线性数字调节器141

习题141

第七章　过程通道146

7.1　过程通道的功能和类型146

7.2　模拟量输入通道146

7.2.1　模拟量输入通道的结构形式146

7.2.2A/D转换器原理147

7.2.3 A/D转换器的主要特性参数150

7.2.4 A/D转换器与CPU的连接150

7.2.5 输入过程通道及其主要部件152

7.3模拟量输出通道153

7.3.1 模拟量输出通道的结构形式153

7.3.2 D/A转换器原理154

7.3.3 D/A转换器的主要特性参数155

7.3.4 D/A转换器与CPU的连接155

7.4 数字量输入输出通道156

第八章数据采集及处理158

8.1基本的数据采集系统158

8.1.1 数据采集系统的基本功能158

8.1.2 设计数据采集系统主要涉及到的一些主要问题158

8.1.3 数据采集系统的一般结构159

8.1.4 数据采集的三种工作方式160

8.2数据处理160

8.2.1 有效性检查161

8.2.2 数字滤波161

8.2.3 标度变换163

8.2.4 非线性处理165

8.2.5 越限报警166

第九章可编程序控制器168

9.1概述168

9.1.1 可编程序控制器的产生与发展168

9.1.2 可编程序控制器的基本结构169

9.1.3 可编程序控制器的工作原理170

9.1.4 可编程序控制器的基本技术指标171

9.1.5 可编程序控制器的特点171

9.2梯形图及其绘制172

9.2.1　梯形图的符号172

9.2.2　梯形图的绘制原则173

9.2.3　控制系统的梯形图设计174

9.3　可编程序控制器的指令系统174

9.4　可编程序控制系统的设计179

9.4.1　可编程序控制系统的设计步骤179

9.4.2　基本程序环节设计179

9.5　可编程序控制系统设计实例181

9.5.1　水泵控制181

9.5.2　十字路口交通信号灯控制181

第十章　过程计算机数据通信技术186

10.1　数据通信基础知识186

10.1.1　数据传送方式186

10.1.2　数据传输形式187

10.1.3　同步技术189

10.1.4　多路复用技术192

10.1.5　差错控制技术192

10.2　通信网络技术195

10.2.1　通信网络功能及分类195

10.2.2　网络拓扑结构196

10.2.3　传输介质197

10.2.4　网络访问控制技术199

10.2.5　网络性能要求200

10.3　通信网络协议201

10.3.1　OSI/ISO参考模型结构201

10.3.2　OSI/ISO参考模型各层协议202

10.4　网络互连204

10.4.1　网络互连的意义204

10.4.2　网络互连设备204

10.5　过程控制串行通信接口技术206

10.5.1串行通信接口的基本任务210

10.5.2　RS-232C通信接口210

10.5.3　RS-422A/RS-449通信接口211

10.5.4 RS-485通信接口212

10.5.5　20mA电流环接口213

10.6　过程控制现场总线技术213

10.6.1　现场总线产生背景214

10.6.2　现场总线的要求及特点214

10.6.3　CAN总线215

10.6.4　LonWorks控制网络219

10.7　计算机局域网223

10.7.1　局域网标准组成及参考模型223

10.7.2　典型局域网——以太网224

第十一章　计算机控制系统的可靠性228

11.1　概述228

11.2　系统方案设计时可靠性原则229

11.3　抗干扰技术230

11.3.1　干扰的基本概念230

11.3.2　接地技术231

11.3.3　屏蔽技术232

11.3.4　隔离技术233

11.3.5串模干扰的抑制234

11.3.6　共模干扰的抑制235

11.3.7　长线传输的抗干扰问题238

11.3.8　电源干扰的抑制241

11.4　软件可靠性技术244

11.4.1利用软件提高系统的可靠性244

11.4.2　提高软件自身的可靠性245

11.5　冗余技术245

11.6　故障自诊断技术246

参考文献248