图书介绍
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- 周俊主编；甘亚辉副主编 著
- 出版社： 南京：东南大学出版社
- ISBN：7564168506
- 出版时间：2016
- 标注页数：238页
- 文件大小：41MB
- 文件页数：252页
- 主题词：
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图书目录
第1章 计算机控制系统概述1
1.1 计算机控制系统的产生及原理1
1.1.1 模拟控制向计算机控制的发展1
1.1.2 计算机控制系统的基本工作原理2
1.2 计算机控制系统的构成3
1.2.1 计算机控制系统硬件的基本构成3
1.2.2 计算机控制系统软件的基本组成4
1.2.3 控制用计算机的主要特点5
1.3 计算机控制系统的分类7
1.4 计算机控制系统举例11
1.4.1 工业炉燃料和空气比率控制系统（生产过程控制）11
1.4.2 火炮瞄准位置控制系统（运动控制）11
1.4.3 原料混合和加热控制系统（顺序控制）12
1.5 计算机控制系统的优缺点和发展趋势12
1.5.1 计算机控制系统的主要优点和缺点12
1.5.2 计算机控制系统的发展趋势13
思考题与习题114
第2章 过程通道配置与数字信号处理15
2.1 信号变换15
2.1.1 计算机控制系统中信号的分类15
2.1.2 计算机控制系统中信号的变换16
2.2 过程通道的硬件选型18
2.2.1 传感器与变送器的选型19
2.2.2 执行器与功放接口电路的选型21
2.2.3 输入/输出通道接口板的选型23
2.3 过程通道抗干扰技术24
2.3.1 干扰信号的分类24
2.3.2 串模干扰的抑制25
2.3.3 共模干扰的抑制27
2.4 过程通道数字滤波技术29
2.5 线性化处理技术32
2.5.1 计算法33
2.5.2 查表法33
2.5.3 线性插值法34
2.6 标度变换技术36
思考题与习题237
第3章 计算机控制系统分析38
3.1 计算机控制系统的数学模型38
3.1.1 差分方程38
3.1.2 Z变换38
3.1.3 Z反变换40
3.1.4 脉冲传递函数42
3.2 计算机控制系统的稳定性分析43
3.2.1 Z平面和S平面的映射关系43
3.2.2 稳定性判据45
3.3 离散控制系统的稳态特性分析46
3.4 离散控制系统的动态特性分析47
3.4.1 闭环极、零点对系统动态响应的影响47
3.4.2 离散控制系统的动态响应49
3.5 计算机控制系统的频率特性分析50
3.5.1 频率特性定义50
3.5.2 频率特性分析50
思考题与习题352
第4章 数字PID控制器设计53
4.1 标准数字PID控制算法53
4.1.1 PID控制基本原理53
4.1.2 标准PID控制数字算式54
4.1.3 数字PID程序流程图56
4.2 改进的PID算法57
4.2.1 带有死区的PID算式57
4.2.2 抑制积分饱和的PID算法57
4.2.3 不完全微分的PID算式60
4.2.4 微分先行PID控制62
4.3 数字PID控制工程实现的一些问题62
4.3.1 工程上数字PID控制器程序的组成62
4.3.2 编程时需要注意的几个问题63
4.3.3 数字PID控制工程的报警处理64
4.3.4 自动/手动切换65
4.4 PID参数整定方法66
4.4.1 采样周期T的选择66
4.4.2 扩充临界比例度法67
4.4.3 简化扩充临界比例度法68
4.4.4 扩充响应曲线法68
4.4.5 试凑法整定PID控制器参数69
思考题与习题469
第5章 数字控制器的连续系统方法设计71
5.1 连续系统方法设计数字控制器的原理71
5.2 数值积分法72
5.2.1 三种变换公式72
5.2.2 三种变换法的稳定性分析76
5.2.3 双线性变换的预扭曲77
5.3 零极点匹配法79
5.4 等效保持算法80
5.4.1 冲击响应不变转换80
5.4.2 阶跃响应不变转换81
5.5 设计举例81
5.6 各种方法的比较83
思考题与习题584
第6章 数字控制器的直接设计85
6.1 系统性能指标与Z域极、零点的关系85
6.1.1 主导极点在Z域样板图中的位置85
6.1.2 稳态性能指标对控制器在Z域极、零点的要求86
6.1.3 动态性能指标对系统主导极点的要求87
6.2 Z平面上的根轨迹法90
6.3 用解析法进行数字控制器设计95
6.4 最少拍控制系统的设计97
6.4.1 最少拍控制系统的基本概念97
6.4.2 最少拍控制器设计98
6.4.3 最少拍控制系统的局限性100
6.5 最少拍无波纹控制系统的设计102
6.6 非最少的有限拍控制104
6.7 惯性因子法105
6.8 大林算法106
6.8.1 大林基本算法106
6.8.2 振铃现象的消除107
思考题与习题6110
第7章 复杂数字控制器设计111
7.1 串级控制111
7.1.1 串级控制的工作原理111
7.1.2 串级控制系统设计113
7.1.3 串级控制系统的主要优点114
7.2 前馈控制115
7.2.1 前馈控制的工作原理115
7.2.2 前馈控制系统设计117
7.3 史密斯（Smith）预估控制117
7.3.1 史密斯（Smith）预估控制的工作原理118
7.3.2 史密斯（Smith）预估控制系统设计119
7.4 比值控制119
7.4.1 单闭环比值控制119
7.4.2 双闭环比值控制120
思考题与习题7121
第8章 数字控制器的状态空间法设计122
8.1 线性定常离散系统的状态空间描述122
8.1.1 状态方程与输出方程122
8.1.2 连续系统状态空间数学模型的离散化123
8.1.3 离散系统状态空间数学模型的实现124
8.2 线性定常离散系统的状态空间分析128
8.2.1 状态方程的Z变换求解128
8.2.2 系统的稳定性130
8.2.3 能控性、能达性和能观性130
8.3 极点配置131
8.3.1 状态反馈与输出反馈131
8.3.2 状态反馈的极点配置132
8.3.3 输出反馈的极点配置134
8.4 带状态观测器的状态反馈系统设计135
思考题与习题8137
第9章 集散控制系统138
9.1 数据通信与工业网138
9.1.1 数据通信的基本概念138
9.1.2 数据传输模式139
9.1.3 异步传输与同步传输140
9.1.4 差错控制技术142
9.1.5 网络拓扑结构143
9.1.6 网络通信协议146
9.2 集散控制系统的产生148
9.3 集散控制系统的基本构成149
9.3.1 分散过程控制级149
9.3.2 集中操作监控级151
9.4 集散控制系统的主要特点152
9.5 集散控制系统设计153
9.6 SCADA系统简介156
9.6.1 系统概述156
9.6.2 SCADA系统体系结构157
9.6.3 SCADA系统与DCS的主要区别159
9.7 计算机集成制造系统（CIMS）简介160
9.7.1 系统概述160
9.7.2 CIMS的体系结构160
9.7.3 CIMS与DCS的主要区别162
9.8 集散控制系统的发展趋势162
思考题与习题9163
第10章 现场总线控制系统164
10.1 现场总线控制系统的基本概念164
10.2 现场总线的体系结构165
10.3 现场总线智能仪表166
10.4 现场总线控制系统的特点与优势168
10.4.1 FCS与DCS的比较168
10.4.2 现场总线控制系统的技术特点169
10.4.3 现场总线控制系统的主要优点169
10.5 几种典型的现场总线170
10.5.1 基金会现场总线（FF）171
10.5.2 过程现场总线（Profibus）172
10.5.3 局部操作网络（LonWork）175
10.5.4 控制局域网络（CAN）175
10.5.5 可寻址远程传感器数据通路（HART）176
10.6 工业以太网与实时以太网简介177
10.6.1 工业以太网概述177
10.6.2 几种工业以太网协议简介178
10.6.3 实时以太网的产生179
10.6.4 几种实时以太网通信协议简介180
10.7 现场总线的主要产品184
思考题与习题10185
第11章 计算机控制系统实例186
11.1 锅炉计算机控制系统186
11.1.1 锅炉生产工艺简介186
11.1.2 锅炉控制方案187
11.1.3 锅炉控制系统结构189
11.1.4 锅炉控制系统软件设计191
11.2 钢筋卷绕控制系统192
11.2.1 钢筋卷绕控制工艺简介192
11.2.2 传感器和执行元件的选择193
11.2.3 控制系统基本结构198
11.2.4 关键功能模块控制器设计200
11.3 某焦化企业DCS系统200
11.3.1 系统工艺流程与控制需求200
11.3.2 系统硬件配置203
11.3.3 系统软件配置205
11.3.4 系统组态编程207
11.3.5 部分组态界面举例208
11.4 无人靶机单片机控制系统211
11.4.1 系统基本组成和功能需求211
11.4.2 系统控制器设计212
11.4.3 系统软件设计214
11.5 智能家居控制系统215
11.5.1 智能家居控制需求215
11.5.2 设计原则216
11.5.3 系统组成与主要功能216
附录A 部分函数拉氏变换与Z变换对照表219
附录B 基于虚拟实验平台的计算机控制实验简介220
B.1 基于虚拟实验平台的计算机控制实验基本原理220
B.2 虚拟被控对象简介221
B.3 虚拟输入/输出过程通道简介226
B.4 基于虚拟实验平台的计算机控制实验编程指导228
B.5 实验一 虚拟被控对象计算机PID控制实验指导书230
B.6 实验二 虚拟被控对象大林算法控制实验指导书232
B.7 实验三 计算机前馈与反馈相结合控制实验指导书235
参考文献238