計算機控製技術(第2版)(高等學校教材 計算機應用) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薑學軍，劉新國，李曉靜著 著

圖書標籤:

• 計算機控製技術
• 控製工程
• 自動化
• 計算機應用
• 高等學校教材
• 第2版
• 工業控製
• 單片機
• PLC
• 嵌入式係統

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302190981

商品編碼：29705860859

包裝：平裝

齣版時間：2009-07-01

基本信息

書名:計算機控製技術(第2版)(高等學校教材 計算機應用)

：29.50元

售價：20.1元,便宜9.4元,摺扣68

作者:薑學軍,劉新國,李曉靜著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2009-07-01

ISBN：9787302190981

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.522kg

編輯推薦

內容提要

本書係統地闡述瞭計算機控製係統的分析方法、設計方法及工程實際的應用，主要內容包括計算機控製係統的組成及分類、信號的采樣與恢復、性能及指標、發展概況及趨勢，Z變換、Z傳遞函數、Z變換的性質和定理、廣義Z變換，計算機控製係統分析，計算機控製係統離散化設計方法和模擬化設計方法，綫性離散係統狀態空間分析方法，綫性離散係統狀態空間設計，復雜控製規律係統設計，模糊控製係統設計，專傢控製係統設計，神經網絡控製係統設計，計算機控製係統設計與實現的設計原則、步驟、輸入輸齣通道設計、抗乾擾技術以及應用實例。
　　本書既注重理論體係的完整性，又注重工程實際的應用性，理論聯係實際，解決工程實際中常齣現的問題。
　　本書可作為高等院校計算機、電子、自動控製及自動化專業的本科教材，也可作為有關科技人員的參考書。

目錄

章　緒論
　1.1　計算機控製係統概述　
　1.2　信號的采樣與恢復　
　1.3　計算機控製係統發展趨勢　
　習題　
第2章　Z變換及Z傳遞函數　
　2.1　Z變換定義與常用函數Z變換　
　2.2　Z變換的性質和定理　
　2.3　Z反變換　
　2.4　廣義Z變換　
　2.5　綫性定常離散係統的差分方程及其解　
　2.6　Z傳遞函數　
　2.7　廣義Z傳遞函數　
　習題　
第3章　計算機控製係統的分析　
　3.1　離散係統的穩定性分析　
　3.2　離散係統的過渡響應分析　
　3.3　離散係統的穩態準確度分析　
　3.4　離散係統的響應
　3.5　離散係統的根軌跡分析法
　3.6　離散係統的頻率分析法
　習題
第4章　計算機控製係統的離散化設計　
　4.1　少拍計算機控製係統的設計　
　4.2　無波紋少拍計算機控製係統設計　
　4.3　誤差平方和小係統的設計　
　4.4　在擾動作用下計算機控製係統的設計　
　4.5　復閤控製係統設計
　4.6　數字控製器的根軌跡設計法
　4.7　數字控製器的頻域設計法
　4.8　數字控製器的計算機程序實現
　習題
第5章　計算機控製係統的模擬化設計　
第6章　綫性離散係統狀態空間分析
第7章　綫性離散係統狀態空間設計　
第8章　復雜控製規律係統設計　
第9章　模糊控製係統設計　
0章　專傢控製係統設計　
1章　神經網絡控製係統設計
2章　計算機控製係統設計與實現
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《計算機控製係統原理與應用》 內容簡介 本書旨在全麵深入地介紹計算機控製係統的基本原理、設計方法、實現技術以及廣泛的應用前景。作為一本麵嚮高等學校計算機應用專業的高階教材，我們緻力於為學生構建堅實的理論基礎，培養解決實際工程問題的能力。全書內容緊密圍繞計算機控製的核心概念展開，涵蓋瞭從基礎的數字信號處理到復雜的自適應控製策略，力求展現計算機技術在自動化領域中的強大威力。 第一章 數字控製係統的基礎 本章將引齣計算機控製係統的基本概念及其重要性。我們將深入探討數字信號與模擬信號的區彆，以及它們之間的轉換過程，包括采樣定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的原理和意義，量化誤差的産生及抑製方法。同時，我們將介紹數字控製係統中常見的信號處理技術，如濾波（低通、高通、帶通濾波器）和信號的錶示方法（時域、頻域），為後續章節的學習打下堅實基礎。 第二章 離散係統建模 建立精確的數學模型是設計和分析數字控製係統的關鍵。本章將聚焦於離散時間係統的建模方法。我們將從連續時間係統的時域和頻域模型齣發，詳細介紹零階保持器（Zero-Order Hold, ZOH）的作用及其對係統頻率特性的影響。然後，我們將學習如何將連續時間傳遞函數（連續傳遞函數，如拉普拉斯域中的 G(s)）轉換為離散時間傳遞函數（脈衝傳遞函數，如Z域中的 G(z)），包括脈衝不變法、雙綫性變換法等。此外，我們還將介紹狀態空間方法的離散化，如歐拉法、零階保持器下的狀態方程離散化，以及離散時間係統的時域響應分析。 第三章 離散係統穩定性分析 穩定性是控製係統最重要的性能指標之一。本章將深入探討離散時間係統的穩定性判據。我們將復習連續時間係統穩定性（如 Routh-Hurwitz 判據）的概念，並將其擴展到離散時間係統。我們將重點介紹 Jury 穩定判據，以及根軌跡法在離散係統穩定性分析中的應用。此外，我們將討論奈奎斯特穩定性判據在離散係統中的適用性，並通過具體算例演示如何利用這些工具來判斷係統的穩定性。 第四章 離散係統時域和頻域分析 除瞭穩定性，係統的時間響應特性（如超調量、調節時間、上升時間）和頻率響應特性（如帶寬、幅相裕度）也是評價係統性能的重要方麵。本章將分彆對離散係統的時域和頻域分析方法進行闡述。在時域分析方麵，我們將學習如何求解離散係統的單位階躍響應、單位脈衝響應，並分析其動態特性。在頻域分析方麵，我們將引入離散時間係統的頻率響應概念，並介紹利用 Bode 圖、Nyquist 圖等工具來分析係統的幅頻和相頻特性，從而評估係統的動態性能和魯棒性。 第五章 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。本章將詳細介紹 PID 控製器的原理、結構以及設計方法。我們將深入剖析比例（P）、積分（I）和微分（D）作用的物理意義及其對係統性能的影響。隨後，我們將介紹多種 PID 控製器的整定方法，包括經驗整定法（如 Ziegler-Nichols 方法）、模型基設計法（如基於零極點配置的 PID 設計）以及基於性能指標優化的 PID 設計。我們將討論 PID 控製器在實際應用中可能遇到的問題，如積分飽和、微分先行等，並介紹相應的改進措施。 第六章 狀態空間方法與控製器設計 狀態空間方法提供瞭一種更通用、更強大的係統描述和分析工具。本章將介紹基於狀態空間方法的控製器設計。我們將從離散時間狀態空間方程齣發，介紹狀態反饋控製器的設計原理，包括極點配置（Pole Placement）方法，以及如何根據期望的係統性能來確定反饋增益矩陣。此外，我們將引入最優控製的概念，簡要介紹綫性二次型調節器（LQR）的設計思想，以及狀態觀測器的設計，以解決無法直接測量所有係統狀態的問題。 第七章 采樣係統與脈衝傳遞函數 本章將對采樣過程進行更深入的探討，並引入脈衝傳遞函數（Impulse Transfer Function）的概念。我們將詳細分析采樣器的工作原理，以及采樣對信號頻譜的影響（混疊現象），並重申采樣定理的重要性。我們將學習如何利用脈衝傳遞函數來描述采樣係統，並將其與連續時間係統的傳遞函數聯係起來。我們將演示如何利用脈衝傳遞函數進行係統的時域和頻域分析，以及穩定性判據的應用。 第八章 計算機控製係統的實現 理論設計需要實際的硬件和軟件來實現。本章將關注計算機控製係統的工程實現。我們將介紹微處理器、微控製器等核心硬件平颱在控製係統中的應用，以及數字信號處理器（DSP）在高速信號處理中的優勢。我們將探討實時操作係統（RTOS）在計算機控製係統中的作用，包括任務調度、中斷處理、進程間通信等。同時，我們將介紹常用的編程語言和開發工具，以及硬件接口設計、模擬數字轉換（ADC）和數字模擬轉換（DAC）等關鍵的實現技術。 第九章 計算機控製係統的抗乾擾與魯棒性設計 實際的控製係統總是受到各種乾擾和模型不確定性的影響。本章將研究如何提高計算機控製係統的抗乾擾能力和魯棒性。我們將分析常見的乾擾類型（如噪聲、測量誤差、執行器故障）及其對係統性能的影響。我們將介紹濾波器的設計技術，如卡爾曼濾波器，用於估計受噪聲影響的狀態。我們將探討魯棒控製的基本思想，並介紹一些簡單的魯棒控製器設計方法，旨在保證係統在模型參數變化或存在不確定性時仍能保持良好的性能。 第十章 計算機控製係統在典型工業領域的應用 理論知識需要通過實際應用來檢驗和鞏固。本章將列舉並分析計算機控製係統在多個典型工業領域的應用實例。我們將深入探討這些應用場景，包括但不限於：工業過程控製（如溫度、壓力、流量控製）、機器人控製、數控機床、自動化生産綫、航空航天控製係統等。通過這些案例分析，讀者將能夠更直觀地理解計算機控製技術的實際價值，並激發其將所學知識應用於解決更復雜工程問題的能力。 第十一章 新型控製策略簡介 為瞭應對日益復雜的控製任務和不斷提齣的性能要求，計算機控製領域也在不斷發展新型的控製策略。本章將對一些前沿的控製技術進行簡要介紹，以拓寬讀者的視野。這可能包括模糊控製、神經網絡控製、自適應控製、模型預測控製（MPC）等。我們將簡要闡述這些技術的原理和優勢，並指齣它們在特定應用場景下的潛力，為有興趣進一步深造的學生提供方嚮。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 理解計算機控製係統的基本原理和組成部分。 掌握離散時間係統的建模和分析方法。 熟練運用各種穩定性判據來分析係統的穩定性。 設計和實現經典的 PID 控製器，並具備一定的整定能力。 理解狀態空間方法的強大之處，並能進行基本的控製器設計。 瞭解計算機控製係統的工程實現的關鍵技術。 認識到抗乾擾和魯棒性設計的重要性，並掌握一些基本方法。 通過具體案例瞭解計算機控製技術在各工業領域的廣泛應用。 初步瞭解計算機控製領域的前沿發展方嚮。 本書內容循序漸進，理論與實踐相結閤，輔以大量的例題和習題，旨在幫助讀者真正掌握計算機控製係統的理論和技術，為未來在自動化、機器人、嵌入式係統等領域的工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節組織邏輯簡直是教科書級的典範，它構建瞭一個非常嚴謹的知識體係脈絡。從最基礎的係統建模和傳遞函數建立開始，逐步過渡到時域和頻域分析，然後引入瞭現代控製理論的核心——狀態空間法，最後再匯集到實際的控製器設計與實現。這種循序漸進的結構，非常有利於學習者建立完整的認知地圖。我發現，即便是隔瞭幾個章節去迴顧前麵的知識點，也能很快地在腦海中定位到該概念在整個學科體係中的位置，這得益於前後章節之間極其緊密的內在邏輯聯係。而且，每一章的開頭都會有清晰的學習目標導引，結尾則會進行小結和關鍵概念的提煉，這種結構化的設計，極大地提高瞭自學效率，讓人感覺每翻過一頁，知識都在穩固地嚮前推進，沒有絲毫的鬆散感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計真是讓人眼前一亮，那種沉穩又不失現代感的字體搭配，讀起來非常舒服。封麵設計簡潔大氣，藍白相間的色調給人一種專業、可靠的感覺，完全符閤一本技術類教材應有的氣質。裝幀質量也相當過硬，即使是經常翻閱，書頁也基本沒有齣現鬆動或磨損的情況，這對於長期學習者來說是個加分項。更值得稱贊的是，書中的插圖和圖錶製作得非常精良，綫條清晰，標注明確，那些復雜的控製係統結構圖和時序圖，通過高質量的印刷呈現齣來，直觀易懂，極大地降低瞭理解難度。相比一些老舊教材，這本書在視覺體驗上確實做到瞭與時俱進，讓枯燥的理論學習過程變得稍微輕鬆瞭一些，至少在翻閱和查閱資料時，不會因為排版混亂或圖文模糊而感到心煩意亂，這背後看得齣編輯團隊下瞭不少功夫。

評分☆☆☆☆☆

作為一名希望拓寬技術邊界的工程師，我關注的重點往往是教材的“新穎度”和“前沿性”。這本書雖然定位是“第2版”，但它對新興技術領域的關注度令人驚喜。它並沒有沉湎於傳統的經典控製理論，而是相當及時地引入瞭關於網絡化控製係統（NCS）中的延遲與丟包對穩定性的影響分析，以及在分布式控製架構下如何進行協同控製的初步探討。雖然這些前沿內容篇幅相對精煉，但它們無疑為讀者打開瞭通往更復雜、更現代控製係統設計的大門。這使得這本書不僅是迴顧基礎的工具，更是一座通往未來工業自動化技術前沿的橋梁，避免瞭許多老版教材在麵對工業4.0浪潮時顯得力不從心的尷尬境地，對於希望保持技術領先性的讀者來說，這是極其寶貴的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的體驗中，最讓我感到踏實的是其習題部分的實用性和挑戰性。它沒有簡單地羅列計算題，而是設計瞭大量貼近實際工程問題的思考題。例如，在討論離散化方法時，習題會引導你對比零階保持器和一階保持器在特定係統響應上的細微差異，這要求讀者必須深入理解理論背後的物理意義，而非僅僅套用公式。更棒的是，部分章節後麵的習題給齣瞭詳細的解題思路引導，而非直接給齣最終答案，這極大地培養瞭獨立解決復雜問題的能力。對於教師而言，這套習題體係可以作為課程設計和考試命題的堅實基礎；對於自學者來說，它提供瞭足夠的“卡點”來檢驗自己是否真正掌握瞭知識的精髓，而不是停留在錶麵功夫。可以說，這些習題纔是真正檢驗學習成果的試金石。

評分☆☆☆☆☆

我最近接觸瞭不少關於嵌入式係統和自動化控製的教材，但這本書在理論深度與工程實踐的平衡把握上，可以說是做到瞭一個教科書級彆的範本。它不僅僅停留在對PID算法或者狀態空間描述的純數學推導，而是緊密結閤實際工業應用場景來闡述概念。比如，它對不同傳感器信號的濾波處理，以及如何將理論模型映射到具體的PLC或單片機編程邏輯中，都有非常詳盡的案例支撐。我特彆欣賞作者們在講解“魯棒性”和“自適應控製”這些高階概念時，沒有采用過於晦澀的語言，而是通過對實際乾擾源的分析，層層遞進地構建齣理論框架，這種由淺入深的講解方式，讓即便是初次接觸這些高級理論的讀者，也能抓住核心要點，而不是被一堆公式淹沒，確實是工程技術人員案頭必備的參考書。