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 9787508365350 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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黃桂梅 著

圖書標籤:

• 計算機控製技術
• 控製係統
• 職業教育
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• 教育部推薦
• 自動化
• 電氣工程
• 工業控製
• 傳感器
• PLC

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787508365350

商品編碼：29691386336

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

：22.00元

售價：15.0元,便宜7.0元,摺扣68

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

內容提要

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

作者介紹

文摘

序言

現代工業的脈搏：自動控製與智能化變革 在當今高度工業化與信息化飛速發展的時代，自動化與智能化已成為衡量一個國傢製造業水平和科技實力的關鍵指標。從精密製造的生産綫到智能傢居的便捷生活，再到深空探測的精密操作，無不閃耀著“控製技術”的光芒。本書旨在深入剖析計算機控製技術及其在現代係統中的核心作用，帶領讀者領略這一前沿科技的奧秘，理解其如何驅動著工業的革新與社會的進步。 一、 控製係統的基石：理論與模型 任何復雜的係統，無論是機械、電氣還是生物，都可以通過一係列的數學模型來描述其行為。本書將從係統建模的原理入手，介紹不同類型係統的特性，以及如何運用經典方法（如拉普拉斯變換、傳遞函數）和現代方法（如狀態空間錶示）來構建準確的係統模型。我們將重點探討綫性時不變係統（LTI）和非綫性係統的建模挑戰，以及如何通過仿真工具（如MATLAB/Simulink）來驗證和優化模型。理解係統模型是設計和實現有效控製策略的前提，就好比醫生在開藥方前必須準確診斷病情。 二、 穩定與精確：控製器設計之道 一旦係統模型建立，我們便可以著手設計控製器，以達到期望的性能指標，如快速響應、低超調、無穩態誤差等。本書將係統地介紹主流的控製器設計方法。PID（比例-積分-微分）控製器作為應用最廣泛的控製器之一，其原理、參數整定方法（如Ziegler-Nichols法、手動整定法）以及在實際工業過程中的應用案例將得到詳盡闡述。在此基礎上，我們將進一步探討更先進的控製策略，如： 狀態反饋控製： 利用係統的內部狀態信息來設計控製器，能夠實現更優的性能，並有效處理多輸入多輸齣（MIMO）係統。 觀測器設計： 當係統狀態無法直接測量時，如何利用輸齣信號和係統模型來估計係統狀態，是狀態反饋控製的重要補充。 模糊邏輯控製（FLC）： 模擬人類的模糊推理能力，能夠處理難以精確建模的非綫性係統，其“如果-那麼”規則的直觀性使其在許多領域備受歡迎。 神經網絡控製（NNC）： 利用神經網絡的學習能力，自適應地調整控製策略，尤其適用於具有未知動力學或時變特性的係統。 模型預測控製（MPC）： 基於係統模型，在預測的時間範圍內優化控製輸入，以最小化成本函數，實現對約束條件的有效處理，廣泛應用於化工、電力等復雜過程控製。 本書將結閤豐富的工程實例，詳細解析各種控製算法的設計步驟、優缺點以及適用場景，幫助讀者掌握“對癥下藥”的控製器設計藝術。 三、 核心驅動：計算機在控製係統中的角色 “計算機控製”顧名思義，是將微處理器、微控製器或計算機係統作為控製器的核心。本書將深入介紹計算機控製係統的硬件組成與軟件設計。 微控製器與嵌入式係統： 介紹常用的微控製器架構（如ARM、AVR），講解其指令集、存儲器組織、中斷機製以及外圍接口（ADC、DAC、PWM、定時器、通信接口等）的工作原理。我們將探討如何選擇閤適的微控製器以滿足不同應用的需求，以及嵌入式係統在實時性、功耗、成本等方麵的考量。 實時操作係統（RTOS）： 在復雜控製係統中，任務的優先級、調度機製、進程間通信等問題至關重要。本書將介紹RTOS的基本概念，如任務、調度器、信號量、互斥量等，並分析其在保證係統實時性和可靠性方麵的作用。 數字信號處理（DSP）： 控製係統的輸入和輸齣往往是模擬信號，需要經過A/D轉換和D/A轉換纔能與數字控製器進行交互。本書將介紹數字濾波器的設計與實現，以及離散時間係統的分析與仿真，為理解數字控製的原理奠定基礎。 上位機與下位機通信： 現代控製係統通常由人機交互的上位機和執行具體控製任務的下位機組成。我們將探討常見的通信協議，如RS232、RS485、CAN、Ethernet等，以及它們在數據采集、遠程監控和設備互聯中的應用。 四、 實踐的力量：從理論到工程應用 本書的另一大亮點在於其對實際工程應用的強調。我們將結閤豐富的案例研究，展示計算機控製技術如何在各個領域發揮關鍵作用： 工業自動化： 數控機床（CNC）： 精確的運動控製是CNC的核心，本書將解析其伺服係統、插補算法以及刀具路徑生成等關鍵技術。 機器人控製： 從機械臂的軌跡規劃到末端執行器的精確操作，機器人控製是復雜的多自由度運動控製的典範，我們將探討其動力學建模、逆運動學求解以及路徑跟蹤控製。 過程控製： 在化工、冶金、電力等行業，溫度、壓力、流量、液位等參數的精確控製至關重要。本書將以蒸餾塔、鍋爐等典型過程為例，展示PID、MPC等控製策略的應用。 智能製造： 結閤物聯網（IoT）和大數據技術，實現生産過程的智能化調度、質量檢測和故障預測，推動工業4.0的發展。 智能交通係統： 自動駕駛汽車的感知、決策和控製，交通信號燈的優化控製，以及車輛間的通信與協作，都離不開先進的計算機控製技術。 航空航天： 飛行器的姿態穩定、導航與控製，導彈的精確製導，以及空間站的軌道維持，都是極端復雜和高要求的控製係統應用。 生物醫學工程： 醫療機器人、人工器官的控製、藥物輸送係統的精確控製等，展現瞭控製技術在生命科學領域的廣闊前景。 新能源領域： 風力發電、太陽能發電等可再生能源係統的能量優化控製，電網的穩定與調度，都離不開高效的控製係統。 五、 前沿展望：智能化與未來趨勢 隨著人工智能、機器學習、深度學習等技術的飛速發展，計算機控製技術正迎來新的變革。本書將對這些前沿方嚮進行展望： 強化學習（RL）在控製中的應用： RL能夠通過與環境的交互來學習最優控製策略，尤其適用於解決復雜、非綫性的問題，例如機器人行走、無人機飛行等。 深度學習與控製器的融閤： 將深度神經網絡用於係統辨識、狀態估計、控製器設計，以應對傳統方法難以處理的挑戰。 分布式控製與網絡化控製係統（NCS）： 隨著傳感器網絡和通信技術的發展，多個控製器通過通信網絡協同工作，實現更靈活、更魯棒的控製。 安全與可靠性： 在關鍵基礎設施和高風險應用中，控製係統的安全性和可靠性至關重要，本書將探討相關的安全設計原則和故障診斷技術。 結語 “計算機控製技術與係統”不僅僅是一門技術，更是連接理論與實踐、驅動現代工業發展的核心力量。本書力求通過嚴謹的理論闡述、豐富的實例分析和前沿的趨勢展望，為讀者構建一個全麵、深入的知識體係，幫助您理解這一關鍵技術在當今世界的重要性，並激發您探索和應用其解決實際問題的熱情。無論您是工程專業的學生，還是希望瞭解自動化與智能化技術的業界人士，本書都將是您寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的編寫團隊顯然是深諳學術規範的專傢學者，他們對控製理論的每一個公式、每一個定義都進行瞭教科書式的完美闡述，嚴謹得如同數學定理的證明過程。但這帶來的一個副作用就是，對於習慣瞭快速、直觀學習方式的現代職業教育學生群體而言，閱讀體驗有時會顯得有些枯燥乏味。書中的圖示部分，雖然準確無誤，但大多是標準的方框圖和信號流圖，缺乏一些現代化的、三維渲染的設備剖視圖或者動態流程模擬圖來增強讀者的空間想象力。比如在介紹伺服電機驅動器的工作原理時，如果能配上一些現代高精度驅動器內部結構和控製環路閉閤的動態示意圖，讀者能更快地把握住能量轉換和反饋調節的精髓。此外，全書幾乎沒有提及任何關於人機界麵（HMI）設計規範的內容，這在現代智能製造中是至關重要的一個環節。控製係統不僅僅是算法的實現，更是人與機器交互的界麵。一個邏輯再完美的係統，如果操作界麵設計得混亂不堪，一樣會造成生産效率的低下和誤操作的風險。希望未來修訂版能在視覺傳達和交互設計方麵投入更多精力，讓技術既有深度，也有“顔值”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當樸素，帶著一種濃厚的官方色彩，這讓我對它的內容充滿瞭期待，畢竟是教育部職業教育與成人教育司推薦的教材，想必質量和權威性是有保障的。然而，當我翻開扉頁，期望看到那些前沿的、能立刻應用到實際生産綫上的最新技術細節時，卻發現內容似乎更側重於基礎理論的構建，對於初學者來說可能是一個很好的起點，但對於已經在該領域摸爬滾打瞭幾年的人來說，可能略顯“溫吞水”。比如，關於數字控製係統中的采樣定理部分，講解得非常紮實，步驟清晰，每一步的數學推導都毫不含糊，這對於打牢基礎是無可厚非的。但遺憾的是，在涉及到現代工業控製中越來越主流的現場總綫技術，比如Profibus或者EtherCAT的應用案例時，著墨不多，更多的是停留在概念層麵，缺少具體的硬件選型和軟件編程實例的深入剖析。這就好比學開車，把發動機原理講得透徹，但真到高速公路上實操時，麵對復雜的交通信號和突發狀況，還是需要更多的實戰演練來補足經驗的空白。我希望教材能在理論深度和工程實踐之間找到一個更完美的平衡點，讓讀者在理解“為什麼”的同時，也能迅速掌握“怎麼做”。總而言之，這是一本紮實的基礎讀物，適閤作為專業入門的敲門磚，但若想成為解決復雜工程問題的“利器”，可能還需要搭配其他更具實戰性的參考資料進行補充閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量著實讓人挑不齣什麼毛病，紙張手感也相當不錯，閱讀起來眼睛不容易疲勞，這在長時間學習厚重教材時是一個非常重要的加分項。內容組織上，它采取瞭一種非常嚴謹的、由淺入深的綫性邏輯，這一點對於係統學習者來說無疑是友好的。然而，這種嚴謹性在某些需要快速掌握特定技能的章節中，反而顯得有些拖遝。例如，在介紹PLC編程基礎的章節，雖然詳盡地解釋瞭梯形圖、指令錶等編程語言的語法規則，但對於如何將這些基礎指令組閤起來解決一個實際的生産流程自動化問題，比如一個簡單的往復運動控製，所提供的例題數量和復雜度都偏低。我更希望看到一些更貼近實際工廠場景的、帶有故障診斷和異常處理思路的案例分析。現在的例題更像是教科書式的完美運行場景，缺乏現實世界中設備磨損、傳感器漂移等“髒數據”的處理環節。這使得讀者在脫離瞭實驗室環境，真正接觸到工業現場時，可能會對突如其來的異常信號感到束手無策。教材在“魯棒性設計”這塊的講解略顯單薄，如果能加入一些關於如何編寫更健壯、更具容錯性的控製程序的章節，對於提升讀者的實戰能力將大有裨益。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題部分設計得很有挑戰性，特彆是最後幾章的綜閤設計題，確實需要讀者調動書本上所有的知識點進行整閤分析，對於檢驗學習效果是十分有效的工具。但令我睏惑的是，對於這些綜閤題，教材完全沒有提供任何參考解答或者解題思路的引導。雖然我們都理解，工程教育鼓勵獨立思考，但對於初學者或者自學者而言，缺乏一個“標準答案”或“推薦的解題路徑”作為參照，很容易在正確的方嚮上繞彎子，或者因為一個關鍵步驟的錯誤而導緻整個設計失敗，從而産生挫敗感。這就像是給瞭一套非常復雜的電路圖，卻不提供測試點的電壓參考值一樣。在職業教育的場景下，時間成本和學習效率是很重要的考量因素。如果能為關鍵的、難度較高的習題提供一個詳細的、分步驟的解析，或者至少提供最終的計算結果，讓讀者在自我檢驗時能有所對標，那麼這本書的實用價值會得到極大的提升。目前的狀態更像是專傢間的閉門論證，而缺乏對學習者學習進度的細緻關懷。

評分☆☆☆☆☆

我特地對比瞭市麵上其他幾本關於計算機控製的參考書，這本教材在對傳統PID控製算法的深入分析上做得非常齣色，各種參數整定方法——從Ziegler-Nichols到模糊自整定——都有涉及，而且對各種方法的適用範圍和局限性分析得相當到位，體現瞭其作為官方推薦教材的深厚功底。然而，當我們把視角轉嚮工業4.0和智能製造的大背景下，書中關於“網絡化控製”和“分布式控製”的章節明顯跟不上時代的速度。對於OPC UA、MQTT等現代工業物聯網通信協議在控製係統中的集成應用，幾乎沒有涉及。這使得這本書的知識體係停留在相對獨立的、單機控製係統的層麵。在如今工廠各個子係統需要互聯互通、數據需要匯聚到雲端進行大數據分析的趨勢下，這種“信息孤島式”的教學內容顯得力不從心。讀者學完後，或許能把一颱機器的某個功能模塊控製好，但要讓他們理解如何將這颱機器融入一個更大的、由無數設備構成的智能工廠網絡中，這本書提供的知識儲備顯然是不夠的。它更像是一本精美的上世紀末的控製係統手冊，而不是麵嚮未來十年的職業教育指南。