計算機控制技術

第1章 計算機控制系統(tǒng)概述 1.1 計算機控制系統(tǒng)的一般概念 1.2 計算機控制系統(tǒng)的組成 1.3 計算機控制系統(tǒng)的分類 1.4 計算機控制技術的發(fā)展趨勢 本章小結 習題第2章 計算機控制系統(tǒng)的過程通道 2.1 接口與過程通道 2.1.1 接口電路 2.1.2 過程輸入通道 2.1.3 過程輸出通道 2.2 系統(tǒng)間的通信通道 2.2.1 串行總線的基本概念 2.2.2 串行通信的異步和同步方式 2.2.3 差錯控制技術 2.2.4 串行通信標準總線 2.2.5 現(xiàn)場工業(yè)總線 2.3 計算機控制系統(tǒng)中信號采樣與恢復 2.3.1 信號的采樣過程 2.3.2 采樣定理 2.3.3 量化過程和量化誤差 2.3.4 信號的恢復和保持器 2.4 過程通道的干擾和數(shù)字濾波 2.4.1 串模干擾和共模干擾 2.4.2 數(shù)字濾波 2.5 標度變換 本章小結 習題第3章 系統(tǒng)設計的數(shù)學工具和數(shù)學分析 3.1 差分方程 3.2 z變換及z傳遞函數(shù) 3.2.1 z變換 3.2.2 z變換的一些基本性質 3.2.3 z的反變換 3.2.4 用z變換求解差分方程 3.3 脈沖傳遞函數(shù) 3.3.1 脈沖傳遞函數(shù)定義 3.3.2 脈沖傳遞函數(shù)的求法 3.4 z域穩(wěn)定性分析 3.4.1 系統(tǒng)在z域穩(wěn)定性條件 3.4.2 系統(tǒng)在z域穩(wěn)定性判據(jù) 3.4.3 線性離散系統(tǒng)的動態(tài)響應分析 3.4.4 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 本章小結 習題第4章 計算機控制的模擬化設計方法 4.1 模擬控制器到數(shù)字控制器的實現(xiàn) 4.1.1 模擬控制器到數(shù)字控制器的離散等效原理及條件 4.1.2 模擬控制器轉化為數(shù)字控制器的方法 4.2 數(shù)字PID控制器的設計 4.2.1 模擬PID控制規(guī)律的離散化 4.2.2 數(shù)字PID控制算法的改進 4.3 數(shù)字PID控制器參數(shù)的整定 4.3.1 PID參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響 4.3.2 采樣周期T的選擇 4.3.3 簡易工程法整定參數(shù) 4.3.4 試湊法確定PID調節(jié)器參數(shù) 4.3.5 PID歸一參數(shù)整定法 4.4 設計舉例 本章小結 習題第5章 計算機控制系統(tǒng)的離散化設計 5.1 最少拍無差計算機控制系統(tǒng)的設計 5.1.1 最少拍無差控制系統(tǒng)的設計方法 5.1.2 快速有波紋系統(tǒng)的設計 5.1.3 快速無波紋系統(tǒng)的設計 5.2 純滯后控制系統(tǒng)的設計 5.2.1 史密斯(Smith)預估控制 5.2.2 大林(Dahlin)算法 5.3 數(shù)字控制器的頻域設計法 5.3.1 數(shù)字控制器的頻率特性 5.3.2 w變換法的設計步驟 5.4 數(shù)字控制器的根軌跡設計法 本章小結 習題第6章 計算機控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設計法 6.1 狀態(tài)空間法的基本概念 6.2 離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 6.2.1 由差分方程建立離散狀態(tài)空間模型 6.2.2 多輸入多輸出離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 6.2.3 離散狀態(tài)方程的求解 6.2.4 離散狀態(tài)空間方程與z傳遞函數(shù)之間的轉換 6.3 離散系統(tǒng)的能控性和能觀性 6.3.1 能控性和能觀性定義 6.3.2 對偶原理 6.4 離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間設計法 6.4.1 極點配置設計法 6.4.2 狀態(tài)觀測器設計法 6.4.3 離散二次型最優(yōu)設計法 本章小結 習題第7章 計算機控制系統(tǒng)的模糊控制 7.1 模糊控制的數(shù)學工具 7.1.1 模糊集合 7.1.2 模糊集合的表示方法 7.1.3 模糊集合的運算 7.1.4 隸屬函數(shù)確定方法 7.1.5 模糊關系 7.2 模糊控制原理 7.2.1 模糊控制器的組成 7.2.2 模糊控制器設計 7.3 雙輸入單輸出模糊控制器設計 7.4 模糊數(shù)字PID控制器 本章小結 習題第8章 離散控制系統(tǒng)的計算機仿真 8.1 MATLAB一Simulink簡介 8.2 Simulink結構程序設計 8.3 離散系統(tǒng)仿真 8.4 Simulink仿真應用 本章小結 習題第9章 計算機控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾技術 9.1 可靠性的基本概念 9.1.1 可靠性的含義 9.1.2 可靠性的主要指標 9.1.3 系統(tǒng)可靠性的計算方法 9.2 改善計算機控制系統(tǒng)可靠性的方法 9.2.1 影響計算機控制系統(tǒng)可靠性的因素及改善措施 9.2.2 計算機控制系統(tǒng)的可靠性設計原則 9.3 硬件抗干擾技術 9.3.1 干擾的基本概念 9.3.2 干擾的藕合方式 9.3.3 抗干擾的主要技術手段 9.3.4 串模干擾與共模干擾 9.3.5 電源系統(tǒng)的干擾 9.3.6 反射波的干擾 9.4 軟件抗干擾技術 9.4.1 指令n余技術 9.4.2 軟件陷阱技術 9.4.3 故障自動恢復處理程序 9.4.4 Watchdog技術 本章小結 習題參考文獻