計算機控制技術

前言
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 計算機控制系統(tǒng)的組成及工作過程
1.3 計算機控制系統(tǒng)的構成及其與模擬控制系統(tǒng)的性能比較
1.4 計算機控制系統(tǒng)的分類、發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢
1.5 計算機控制系統(tǒng)數(shù)字控制器的設計思路
習題一
第2章 通道、接口與信號轉換技術
2.1 概述
2.2 模擬量輸入通道
2.2.1 模擬量輸入通道的組成與結構
2.2.2 A/D轉換原理、轉換器件及與計算機的接口
2.3 模擬信號的離散與量化
2.3.1 離散與量化的實質及數(shù)學描述
2.3.2 量化、量化誤差及量化誤差的統(tǒng)計特性
2.3.3 A/D轉換的性能分析與器件的選擇
2.4 模擬量輸出通道
2.4.1 模擬量輸出通道的組成與結構
2.4.2 D/A轉換原理、轉換器件及與計算機的接口
2.5 模擬信號的重構
2.6 數(shù)字量輸入/輸出通道
習題二
第3章 線性離散系統(tǒng)的數(shù)學描述
3.1 概述
3.2 線性離散系統(tǒng)的時域描述
3.2.1 差分方程
3.2.2 差分方程的解法
3.3 Z變換的定義、性質及Z反變換
3.3.1 Z變換的定義
3.3.2 Z變換的性質和定理
3.3.3 擴展的Z變換
3.3.4 Z反變換
3.3.5 用Z變換法解差分方程
3.4 線性離散系統(tǒng)的復頻域描述
3.4.1 脈沖傳遞函數(shù)的概念
3.4.2 系統(tǒng)結構與脈沖傳遞函數(shù)
3.4.3 擴展的脈沖傳遞函數(shù)
3.5 離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
3.5.1 狀態(tài)空間的基本概念
3.5.2 離散狀態(tài)空間模型的基本形式
3.5.3 離散狀態(tài)方程的解法
3.5.4 狀態(tài)方程與差分方程及脈沖傳遞函數(shù)之間的相互轉換
3.5.5 離散控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣與特征方程
習題三
第4章 線性離散系統(tǒng)的性能分析
4.1 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
4.1.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念
4.1.2 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件
4.1.3 穩(wěn)定判據(jù)
4.1.4 系統(tǒng)極點在Z平面上的分布與系統(tǒng)單位沖激響應之間的關系
4.2 線性離散系統(tǒng)的輸出響應分析
4.2.1 線性離散系統(tǒng)的動態(tài)響應分析
4.2.2 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析
4.3 線性離散系統(tǒng)的根軌跡分析法
4.4 線性離散系統(tǒng)的頻率分析法
習題四
第5章 數(shù)字控制器的間接設計
5.1 概述
5.2 模擬控制算法的離散化
5.3 基本的PID控制算法
5.3.1 連續(xù)域中的PID控制算法
5.3.2 PID控制算法的離散化處理
5.4 飽和現(xiàn)象及其對系統(tǒng)性能的影響與抑制方法
5.4.1 飽和現(xiàn)象及其對系統(tǒng)性能的影響
5.4.2 抑制積分飽和效應的PID控制算法
5.4.3 抑制微分飽和效應的PID控制算法
5.4.4 其他PID控制算法
5.5 PID控制器的算法參數(shù)確定
5.5.1 確定PID控制器算法參數(shù)的理論方法
5.5.2 PID控制器算法參數(shù)實驗整定法
5.5.3 用實驗經(jīng)驗法確定PID控制器算法參數(shù)
5.5.4 采樣周期的選擇原則
習題五
第6章 數(shù)字控制器的直接設計
6.1 概述
6.2 針對理想被控對象的最少拍無差系統(tǒng)設計
6.2.1 相關的基本概念
6.2.2 系統(tǒng)響應的準確性及快速性分析
6.2.3 三種典型信號輸入作用下的最少拍無差系統(tǒng)設計
6.2.4 Φ0（z）和Φe0（z）的一般形式
6.3 針對非理想被控對象的最少拍無差系統(tǒng)設計
6.3.1 數(shù)字控制器算法D（z）的物理可實現(xiàn)性分析及補償設計
6.3.2 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析及補償設計
6.3.3 最少拍無差系統(tǒng)設計的一般原則
6.4 最少拍無差系統(tǒng)的局限性及其改進設計
6.4.1 最少拍無差系統(tǒng)的局限性
6.4.2 最少拍無紋波系統(tǒng)設計
6.4.3 改善對輸入信號類型適應性的控制算法設計
6.4.4 非最少的有限拍控制算法設計
6.4.5 大林算法設計
6.5 數(shù)字控制器的根軌跡設計法和頻域設計法
6.5.1 數(shù)字控制器的根軌跡設計法
6.5.2 數(shù)字控制器的頻域設計法
6.6 數(shù)字控制器的程序實現(xiàn)及計算效率分析
習題六
第7章 數(shù)字控制器的現(xiàn)代設計
7.1 系統(tǒng)的可控性和可觀性
7.2 線性離散系統(tǒng)的輸出反饋設計
7.2.1 概述
7.2.2 單變量最少拍系統(tǒng)設計
7.2.3 多變量最少拍系統(tǒng)設計
7.3 基于狀態(tài)反饋的極點配置設計
7.3.1 直接狀態(tài)反饋下的極點配置設計
7.3.2 帶狀態(tài)觀察器的極點配置設計
7.4 基于二次型性能指標最優(yōu)的狀態(tài)反饋設計
習題七
第8章 計算機控制系統(tǒng)的工程實現(xiàn)
8.1 計算機控制系統(tǒng)的設計原則和方法
8.2 計算機控制系統(tǒng)的設計步驟
8.3 計算機控制系統(tǒng)的硬件設計
8.4 計算機控制系統(tǒng)的軟件設計
8.5 計算機控制系統(tǒng)中的抗干擾技術及可靠性設計
8.6 計算機控制系統(tǒng)設計實例
習題八
參考文獻
附錄A 常用信號的拉普拉斯變換、Z變換、擴展Z變換
附錄B 線性離散系統(tǒng)根軌跡繪制法則
附錄C 常見線性離散系統(tǒng)的根軌跡圖