9787508365350 教育部職業教育與成人教育司推薦教材 計算機控製技術與係統 中國 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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黃桂梅 著

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齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787508365350

商品編碼：29422431281

包裝：平裝

齣版時間：2008-01-01

基本信息

書名：教育部職業教育與成人教育司推薦教材 計算機控製技術與係統

定價：22.00元

作者：黃桂梅

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2008-01-01

ISBN：9787508365350

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

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內容提要

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本書主要介紹瞭計算機控製的概念、過程通道及輸入輸齣接口技術、通信技術、抗乾擾技術與可靠性技術、數據采集係統、常用控製算法、分散控製算法、分散控製係統及應用、現場總綫控製係統等內容。本書在中編寫中注意引進先進技術，在內容編排上考慮教學與自學相結閤，內容組織循序漸進，由淺入深，利教利學。
　　本書可作為高職高專電力技術類電廠熱能動力設備裝置、火電廠集控運行、生産過程自動化技術等專業相關課程教材，也可作為火電廠運行人員培訓教材。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《自動化控製原理與應用》 內容簡介 本書是一本係統介紹自動化控製原理與技術的教材。全書共分為十章，內容涵蓋瞭自動控製理論的基礎知識、各種典型控製係統的分析與設計方法，以及在實際工程應用中的具體案例。本書力求理論與實踐相結閤，既注重對基本概念的清晰闡述，又強調對實際問題解決能力的培養。 第一章 緒論 本章將引導讀者進入自動控製的廣闊世界。首先，我們會從日常生活中的常見現象齣發，例如自動調節室內溫度的空調係統、保持航行姿態的船舶，以及穩定運行的發電廠等，引齣自動控製係統的概念及其重要性。接著，我們將對自動控製係統的基本組成部分進行概覽，包括被控對象、傳感器、控製器以及執行器等。通過生動的比喻和形象的描述，幫助讀者建立對自動控製係統整體框架的初步認識。此外，本章還將簡要介紹自動控製技術的發展曆程，從早期的簡單機械調節到現代復雜的數字控製係統，讓讀者對該領域有一個宏觀的瞭解。最後，我們將明確學習自動控製原理與應用的關鍵意義，包括提高生産效率、保障係統安全、優化資源配置以及提升生活品質等方麵，激發讀者的學習興趣。 第二章 自動控製係統的數學模型 建立精確的數學模型是進行自動控製係統分析和設計的基礎。本章將深入探討如何為不同的物理係統建立閤適的數學模型。我們將從最基本的動力學方程入手，例如牛頓第二定律在機械係統中的應用，基爾霍夫定律在電路係統中的應用，以及能量守恒定律在熱力係統和流體係統中的應用。隨後，我們將介紹幾種常用的建模方法，包括微分方程法、傳遞函數法以及狀態空間法。其中，傳遞函數法作為一種簡潔有效的頻域分析工具，將被重點講解。我們將詳細介紹如何通過拉普拉斯變換將時域的微分方程轉化為頻域的代數方程，並解釋傳遞函數的物理意義。對於狀態空間法，我們將闡述其在處理多輸入多輸齣（MIMO）係統以及非綫性係統方麵的優勢，並介紹其基本形式和建立步驟。在建模過程中，我們將穿插介紹如何處理係統的非綫性特性，例如使用綫性化方法逼近非綫性係統，以及如何根據實際情況進行模型簡化和參數辨識。通過本章的學習，讀者將能夠掌握為常見工程係統建立數學模型的關鍵技術。 第三章 綫性係統時域分析 本章將聚焦於綫性自動控製係統在時域內的行為分析。在建立好係統的數學模型後，我們需要瞭解係統在不同輸入信號作用下，其輸齣量會如何隨時間變化。我們將從分析係統的穩定性開始，這是自動控製係統最基本的要求。通過分析特徵方程的根，我們可以判斷係統是穩定、不穩定還是臨界穩定。接著，我們將研究係統對典型輸入信號的響應特性，包括單位階躍響應、單位斜坡響應和單位衝激響應。通過對這些響應麯綫的分析，我們可以直觀地瞭解係統的動態性能，例如響應速度、超調量、調節時間和穩態誤差等。我們將引入一些重要的性能指標，並探討它們與係統參數之間的關係。例如，我們將分析閉環極點位置對係統瞬態響應的影響。此外，本章還將介紹根軌跡法，這是一種非常直觀的分析方法，通過改變係統的開環增益，觀察閉環極點的移動軌跡，從而預測係統的穩定性裕度和動態性能。通過本章的學習，讀者將能夠深刻理解綫性係統的時間響應特性，並初步掌握評估和改善係統性能的方法。 第四章 綫性係統頻域分析 頻域分析是理解自動控製係統性能的另一種重要視角。本章將介紹如何利用傅裏葉變換等工具，分析係統對不同頻率信號的響應特性。我們將從介紹頻率響應的概念入手，即係統輸齣信號頻率與輸入信號頻率相同，但幅值和相位可能發生改變。然後，我們將詳細講解伯德圖（Bode Plot），這是一種常用的圖形工具，通過繪製幅頻特性麯綫和相頻特性麯綫，可以直觀地瞭解係統的增益和相移隨頻率的變化情況。我們將闡述如何根據伯德圖來判斷係統的穩定性，並引入增益裕度和相位裕度這兩個重要的穩定性指標。此外，本章還將介紹奈奎斯特圖（Nyquist Plot），這是一種更嚴格的穩定性判據，通過分析開環傳遞函數的奈奎斯特麯綫，可以判斷閉環係統的穩定性。我們將詳細介紹奈奎斯特穩定判據，並解釋其背後的原理。通過本章的學習，讀者將能夠掌握使用頻域工具來分析係統的穩定性和動態性能，並為後續的控製器設計打下堅實的基礎。 第五章 自動控製係統的根軌跡法 根軌跡法是一種圖解方法，用於分析綫性時不變（LTI）係統的閉環極點隨開環增益變化的軌跡。本章將係統地講解根軌跡法的繪製步驟和應用。首先，我們將迴顧閉環傳遞函數與開環傳遞函數之間的關係，以及閉環極點在判斷係統穩定性中的重要作用。接著，我們將詳細介紹繪製根軌跡的十條基本規則，包括根軌跡的起點和終點、漸近綫的斜率和交點、實軸上的根軌跡、以及根軌跡的分離點和匯閤點等。我們將通過大量的實例，演示如何一步步地繪製齣完整的根軌跡圖。根軌跡圖不僅可以幫助我們直觀地瞭解係統穩定性隨增益的變化，還可以用於分析係統的瞬態響應性能，例如超調量和調節時間等。通過根軌跡法，我們可以方便地選擇閤適的控製器增益，以獲得期望的係統性能。本章還將介紹如何利用根軌跡法來分析補償器的作用，並初步瞭解如何通過添加零極點來改善係統的根軌跡。 第六章 PID 控製器設計 比例-積分-微分（PID）控製器是工業界應用最廣泛的控製器之一。本章將深入講解PID控製器的原理、設計方法以及參數整定技術。我們將首先闡述比例（P）控製、積分（I）控製和微分（D）控製各自的作用機理，以及它們對係統性能的影響。例如，P控製器可以減小穩態誤差，但會增加係統的超調量；I控製器可以消除穩態誤差，但可能導緻係統響應變慢；D控製器可以改善係統的動態響應，抑製超調量，但對噪聲敏感。接著，我們將介紹各種PID控製器的組閤形式，包括P、PI、PD以及PID控製器，並分析它們的優缺點。在控製器設計部分，我們將介紹幾種常用的PID參數整定方法，包括試湊法（手動整定）、Ziegler-Nichols方法（臨界比例法和衰減振蕩法）以及基於模型的方法。我們將詳細講解每種方法的步驟和適用範圍，並通過算例進行演示。此外，本章還將討論PID控製器在實際應用中的注意事項，例如采樣時間和量化誤差的影響，以及如何根據具體被控對象選擇閤適的PID控製器結構。 第七章 狀態空間分析與設計 狀態空間方法是一種更通用的係統分析和設計方法，尤其適用於多輸入多輸齣（MIMO）係統以及模態控製的設計。本章將介紹狀態空間的基本概念和理論。我們將首先定義係統的狀態嚮量，並建立描述係統動態特性的狀態方程和輸齣方程。我們將詳細介紹如何將傳遞函數模型轉化為狀態空間模型，以及反之亦然。接著，我們將深入研究綫性定常係統的可控性和可觀測性。可控性是指係統狀態能否被輸入信號完全控製，而可觀測性是指係統的狀態能否被輸齣信號完全測量。這兩個概念是設計狀態反饋控製器和狀態觀測器的基礎。我們將介紹判彆可控性和可觀測性的代數判據，並解釋其物理意義。在控製器設計方麵，我們將重點介紹狀態反饋控製的設計方法，例如極點配置法。我們將解釋如何根據期望的閉環極點位置來設計狀態反饋增益矩陣。此外，本章還將簡要介紹狀態觀測器的設計，以及如何將狀態反饋控製器和狀態觀測器相結閤，構成全狀態反饋控製器。 第八章 係統的穩定性 穩定性是自動控製係統最重要的基本屬性，本章將深入探討係統的穩定性分析方法。我們將從能量守恒和李雅普諾夫第二方法入手，這是分析非綫性係統穩定性的強大工具。我們將介紹李雅普諾夫函數的概念，以及如何利用李雅普諾夫函數來判斷係統的穩定性。我們將詳細講解李雅普諾夫穩定性定理，並提供如何構造李雅普諾夫函數的思路。接著，我們將迴歸綫性係統，迴顧並深化對基於特徵方程的穩定性判據的理解，包括勞斯-赫爾維茨判據，這是一種代數判據，可以無需求解特徵方程即可判斷係統的穩定性。我們還將進一步分析頻域穩定性判據，如奈奎斯特判據和增益-相位裕度，並闡述它們與係統時域性能之間的關係。本章的重點在於理解不同穩定性判據的適用範圍和局限性，並掌握如何綜閤運用這些方法來全麵評估係統的穩定性。 第九章 係統的校正 為瞭使自動控製係統達到預期的性能指標，常常需要對其進行校正。本章將介紹幾種常用的係統校正方法。我們將首先分析未校正係統的性能不足之處，例如響應速度慢、超調量大、穩態誤差大或穩定性裕度不足等。接著，我們將介紹前饋校正和反饋校正。前饋校正通過在控製器前加入一個修正環節來改善係統的性能，而反饋校正則通過在反饋通路中加入補償器來實現。我們將重點講解幾種常見的補償器類型，包括超前補償器、滯後補償器和超前-滯後補償器。我們將分析這些補償器的傳遞函數，並說明它們對係統頻率特性的影響。通過繪製校正前後的伯德圖，我們可以直觀地看到補償器如何改善係統的幅頻和相頻特性，從而提高係統的穩定性、速度和精度。本章還將介紹如何根據係統的性能指標要求，選擇閤適的補償器類型，並設計其參數。 第十章 實際應用案例 為瞭將理論知識應用於實際，本章將通過幾個典型的工程應用案例，展示自動控製技術在不同領域的應用。我們將選取具有代錶性的案例，例如工業生産過程的溫度控製係統、機器人運動控製係統、汽車巡航控製係統以及航空航天領域的飛行控製係統等。對於每個案例，我們將首先分析被控對象的特性，然後介紹其控製係統的結構和設計思路。我們將詳細說明在這些實際應用中，如何運用本教材所介紹的控製原理和設計方法。例如，我們將分析如何在實際係統中選擇閤適的傳感器和執行器，如何進行係統的建模和仿真，如何設計和整定控製器參數，以及如何進行係統的調試和優化。通過這些生動具體的案例，讀者將能夠更深刻地理解自動控製技術的實際價值，並初步掌握將理論知識轉化為實際工程解決方案的能力。 本書旨在為讀者提供一個紮實的自動控製理論基礎，並培養解決實際工程問題的能力。通過理論學習、方法掌握和案例分析，希望讀者能夠成為一名優秀的自動化控製工程師，為推動科技進步和社會發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這次偶然的機會，我瞭解到這本《計算機控製技術與係統》教材。雖然我不是直接從事計算機控製領域工作的專業人士，但我對與計算機相關的技術一直抱有濃厚的興趣。我一直覺得，計算機控製是連接“虛擬”的軟件世界和“真實”的物理世界的重要橋梁，它在現代科技發展中扮演著不可或缺的角色。從智能傢居到工業機器人，再到航空航天，無處不見計算機控製的身影。我特彆好奇這本書是如何將復雜的理論概念以易於理解的方式呈現給讀者的。它是否能夠平衡理論深度與實踐應用？是否能夠引導讀者從宏觀的係統層麵理解計算機控製的整體架構，再深入到微觀的控製算法和硬件實現？我希望這本書能夠激發我對於這個領域的更多興趣，甚至有可能為我未來的職業發展打開新的思路。我尤其關注的是，它在“係統”層麵是如何構建的，是將不同的控製模塊如何有機地整閤在一起，以實現整體功能的。這本書是否能夠讓我理解，一個完整的計算機控製係統是如何從需求分析、設計、開發到部署和維護的整個生命周期？我期待它能夠提供一個清晰的脈絡，讓我能夠逐步掌握這個領域的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對新興技術充滿好奇的普通讀者，平時喜歡閱讀一些科普類和技術類的書籍，來拓展自己的知識麵。《計算機控製技術與係統》這個書名，對我來說充滿瞭神秘感和吸引力。雖然我沒有專業知識背景，但我一直對科技如何改變我們的生活非常感興趣。計算機控製，聽起來就像是給機器裝上瞭“大腦”和“手腳”，讓它們能夠按照我們的意願去工作。我希望這本書能夠用通俗易懂的語言，為我揭開計算機控製的神秘麵紗。它會介紹一些最基本、最核心的概念嗎？比如，什麼是“控製”，什麼是“係統”？計算機是如何“讀取”外界信息，並做齣“反應”的？我希望書中能夠有一些生動的例子，比如我傢裏的智能音箱是如何理解我的指令，洗衣機是如何自動完成洗滌過程的，甚至是汽車是如何實現自動泊車的。我希望這本書能夠讓我對這些日常生活中習以為常的科技奇跡背後的原理有一個初步的瞭解，並且能夠激發我對科學技術更深層次的探索欲望。我不需要過於專業的術語，但需要清晰的邏輯和有趣的講解。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注中國職業教育發展的研究者，我對“教育部職業教育與成人教育司推薦教材”這個標簽有著天然的關注度。這代錶著教材的編寫經過瞭嚴格的評審，能夠緊密結閤行業需求和人纔培養目標。而《計算機控製技術與係統》這個主題，恰恰是當前産業升級和智能製造發展的關鍵領域。我希望這本書能夠體現齣職業教育的特點，即強調實踐操作性和技能培養。它是否能夠提供清晰的實驗指導，讓學生在實際操作中掌握控製係統的搭建、調試和維護？它是否能夠介紹一些當前産業界廣泛應用的技術和設備，讓學生畢業後能夠迅速適應工作崗位？我尤其關注的是，這本書在“係統”層麵是如何處理不同組件之間的集成和協作的。例如，它是否會介紹一些常用的通信協議，以及如何將傳感器、控製器、執行器等設備進行有效的連接和協同工作？同時，我也希望書中能夠包含一些關於係統優化的內容，比如如何提高控製精度、降低能耗、提升係統的穩定性和可靠性。這本書的齣現，對於培養高素質的職業技術人纔，具有重要的意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，字體清晰，一看就是經過精心打磨的。雖然我還沒有深入閱讀，但僅僅是瀏覽目錄和前言，我就被它所展現的廣闊視野和係統性所吸引。作為一名在自動化領域摸爬滾打多年的工程師，我深知理論知識的紮實對於技術創新的重要性。這本書的齣版，特彆是被教育部職業教育與成人教育司推薦，足以證明其在教育界和産業界的權威性和實用性。我尤其期待書中關於“計算機控製技術”部分的內容，這正是我目前工作中最需要深入理解和掌握的領域。據我瞭解，計算機控製技術是現代工業自動化的核心，它貫穿於産品設計、生産製造、質量控製等各個環節。一本優秀的教材，應該能夠清晰地闡述其基本原理、核心算法、典型應用以及未來的發展趨勢。這本書的標題和推薦背景，讓我對它在這些方麵的闡述充滿瞭期待。我希望它能提供一些前沿性的理論，幫助我突破技術瓶頸，同時也希望它能包含一些實際的案例分析，讓我能更好地將理論知識應用於解決實際工程問題。總而言之，從外觀到信息，這本書都給我留下瞭深刻的第一印象，我相信它會成為我學習和工作中的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我是一名剛步入職場不久的大學生，對於“計算機控製技術與係統”這個概念，我還有些模糊的認識。我瞭解到，這個領域是很多高科技産業的核心，比如智能製造、機器人技術、以及現在非常熱門的無人駕駛等等。我的專業背景雖然是計算機科學，但對於如何將軟件算法轉化為實際的機械運動和精確的控製，還有很大的提升空間。我一直在尋找一本能夠係統性地介紹這個領域的教材，並且能夠幫助我打下堅實的基礎。我看到這本書是被教育部職業教育與成人教育司推薦的，這讓我對它的內容質量和教育價值非常信任。我尤其關心書中關於“控製係統”的搭建和實現的部分，希望它能夠詳細介紹各種控製器的原理和應用，比如PID控製器、模糊邏輯控製器等等，以及它們在不同場景下的選擇和優化。同時，我也希望書中能夠提供一些實際的編程示例或者仿真項目，讓我能夠親自動手去實踐，將理論知識轉化為實際操作能力。這樣，我纔能真正理解計算機是如何“控製”一個係統的，並且能夠設計齣滿足特定需求的控製方案。