計算機控制技術

第1章 概論
1.1 機電系統(tǒng)的概念及其研究價值
1.2 機電系統(tǒng)計算機控制的概念及組成
1.3 計算機控制技術的發(fā)展
1.4 計算機控制理論
1.5 計算機控制系統(tǒng)的分類
小結
習題
第2章 機電系統(tǒng)的數(shù)學模型及傳遞函數(shù)
2.1 常用的傳感器和執(zhí)行器
2.1.1 傳感器
2.1.2 執(zhí)行器
2.2 機電系統(tǒng)數(shù)學模型的建立
2.3 用拉普拉斯變換求解線性微分方程
2.3.1 拉普拉斯變換的定義
2.3.2 常用函數(shù)的拉氏變換
2.3.3 拉氏變換的基本定理
2.3.4 拉氏反變換
2.3.5 用拉普拉斯變換求解線性微分方程
2.4 傳遞函數(shù)和方框圖
2.4.1 傳遞函數(shù)的定義
2.4.2 簡單方框圖的傳遞函數(shù)
2.5 狀態(tài)空間分析法
2.5.1 狀態(tài)空間分析法的基本概念
2.5.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式
2.5.3 狀態(tài)空間表達式的建立
2.5.4 狀態(tài)空間分析的MATLAB實現(xiàn)
2.6 機電系統(tǒng)未建動力學模型
小結
習題
第3章 連續(xù)時間信號和數(shù)字信號之間的轉換
3.1 概述
3.2 信號的采樣
3.3 采樣定理及采樣周期的選擇
3.4 采樣信號的復現(xiàn)和采樣保持器
3.5 D／A轉換器(DAC)原理及應用
3.6 A／D轉換器(ADC)原理及應用
小結
習題
第4章 線性離散控制系統(tǒng)的數(shù)學描述方法
4.1 Z 變換的定義
4.2 Z 變換的基本定理
4.3 Z 反變換
4.4 差分方程
4.5 用 Z 變換求解差分方程
4.6 脈沖傳遞函數(shù)
4.6.1 脈沖傳遞函數(shù)的概念
4.6.2 開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)
4.6.3 閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)
4.7 Z 平面
小結
習題
第5章 控制系統(tǒng)的性能指標描述
5.1 計算機控制系統(tǒng)的性能及其指標
5.1.1 計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
5.1.2 計算機控制系統(tǒng)的能控性和能觀測性
5.1.3 動態(tài)指標
5.1.4 穩(wěn)態(tài)指標
5.1.5 綜合指標
5.2 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
5.2.1 Z 平面的穩(wěn)定性條件
5.2.2 朱里(Jury)穩(wěn)定判據(jù)
5.2.3 雙線性變換的勞斯(Routh)穩(wěn)定判據(jù)
5.3 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析
5.4 線性離散系統(tǒng)的動態(tài)響應分析
5.5 線性離散系統(tǒng)的根軌跡分析法
5.5.1 根軌跡圖
5.5.2 Z 平面上的等阻尼線
5.6 線性離散系統(tǒng)的頻率特性分析法
5.6.1 對數(shù)頻率特性
5.6.2 極坐標頻率特性
小結
習題
第6章 計算機控制系統(tǒng)的經典控制理論設計
6.1 概述
6.2 數(shù)字控制器的等價離散化設計
6.2.1 各種離散化方法
6.2.2 各種離散方法的比較
6.3 對數(shù)頻率特性法校正
6.4 數(shù)字PID控制
6.4.1 模擬PID控制規(guī)律的離散化
6.4.2 PID控制器的脈沖傳遞函數(shù)
6.4.3 PID控制器參數(shù)對控制系統(tǒng)性能的影響
6.4.4 PID控制規(guī)律的選擇
6.4.5 PID控制算法的改進
6.4.6 PID控制參數(shù)的確定
6.5 數(shù)字控制器的離散化設計法
6.5.1 數(shù)字控制器的解析設計法
6.5.2 時間最優(yōu)控制系統(tǒng)
6.5.3 有限拍無紋波系統(tǒng)的設計
6.5.4 有限拍無紋波設計的改進
6.5.5 擾動系統(tǒng)的有限拍設計
6.5.6 時間最優(yōu)控制系統(tǒng)設計的小結
6.6 純滯后對象的控制
6.6.1 大林算法
6.6.2 純滯后補償(Smith預估)控制
6.7 復合計算機控制系統(tǒng)
6.8 串級控制系統(tǒng)的設計
6.9 采樣頻率的選擇
小結
習題
第7章 計算機控制系統(tǒng)的現(xiàn)代控制理論設計
7.1 線性離散系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間表達式
7.1.1 離散狀態(tài)空間表達式的建立
7.1.2 線性離散系統(tǒng)的Z特征方程及Z傳遞矩陣
7.1.3 線性離散系統(tǒng)離散狀態(tài)方程的求解
7.2 線性離散系統(tǒng)的可控性及可觀測性
7.2.1 離散系統(tǒng)的可控性
7.2.2 離散系統(tǒng)的可觀測性
7.3 離散狀態(tài)空間設計法
7.4 極點配置設計法
7.5 狀態(tài)觀測器設計
7.6 降階觀測器
7.7 線性定常離散系統(tǒng)二次型最優(yōu)控制
7.7.1 最優(yōu)控制的基本概念
7.7.2 線性二次型最優(yōu)控制
小結
習題
第8章 辨識及智能控制系統(tǒng)
8.1 系統(tǒng)辨識的基本問題
8.2 被控對象或過程的辨識
8.3 智能控制系統(tǒng)
8.4 仿人智能控制
小結
習題
第9章 計算機網絡控制技術
9.1 概述
9.1.1 控制網絡和信息網絡的區(qū)別
9.1.2 控制網絡的類型及其相互關系
9.2 現(xiàn)場總線控制技術
9.2.1 現(xiàn)場總線技術簡介
9.2.2 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結構和特點
9.2.3 幾種有影響的現(xiàn)場總線
9.3 分布式控制網絡技術
9.3.1 分布式控制系統(tǒng)概述
9.3.2 分布式控制系統(tǒng)控制方案
9.3.3 分布式控制網絡的結構
9.4 集散型控制系統(tǒng)
9.5 控制網絡與信息網絡的集成技術簡介
9.6 網絡控制系統(tǒng)實例
小結
習題
第10章 控制系統(tǒng)計算機輔助設計、分析及仿真
10.1 CACSD軟件環(huán)境及新技術簡介
10.2 MATLAB簡介
10.2.1 MATLAB的歷史
10.2.2 MATLAB的組成
10.2.3 MATLAB的桌面
10.2.4 MATLAB的基本語法
10.3 控制系統(tǒng)的數(shù)學描述與建模
10.3.1 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
10.3.2 數(shù)學模型的轉換
10.3.3 第四種系統(tǒng)數(shù)學模型
10.3.4 控制系統(tǒng)模型的典型連接
10.4 連續(xù)系統(tǒng)模型的離散化
10.5 控制系統(tǒng)的分析方法
10.5.1 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
10.5.2 控制系統(tǒng)的時域分析
10.5.3 控制系統(tǒng)的頻域分析
10.5.4 根軌跡圖
10.6 控制系統(tǒng)的設計與仿真
10.6.1 經典控制理論設計
10.6.2 現(xiàn)代控制理論設計
10.7 Simulink仿真
10.7.1 Simulink簡介
10.7.2 Simulink的環(huán)境與建模
小結
習題
第11章 計算機控制系統(tǒng)的設計與工程實現(xiàn)
11.1 組建計算機控制系統(tǒng)
11.2 計算機控制系統(tǒng)對環(huán)境的適應性
11.3 計算機控制系統(tǒng)數(shù)字控制器的實現(xiàn)方法
11.4 數(shù)字控制器的程序設計
11.5 機械手的一個終端執(zhí)行器的微機控制
11.6 磁盤驅動器的磁頭臂的微機控制
小結
習題
附錄A 控制系統(tǒng)工具箱(Toolbox＼Control)函數(shù)清單
參考文獻