教育部职业教育与成人教育司推荐教材 计算机控制技术与系统 9787508365350 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

黄桂梅 著

图书标签:

• 计算机控制技术
• 控制系统
• 职业教育
• 教材
• 教育部推荐
• 自动化
• 电气工程
• 工业控制
• 传感器
• PLC

店铺： 广影图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508365350

商品编码：29682316502

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名:教育部职业教育与成人教育司推荐教材 计算机控制技术与系统

定价：22.00元

售价：15.0元,便宜7.0元,折扣68

作者:黄桂梅

出版社：中国电力出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787508365350

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

内容提要

本书主要介绍了计算机控制的概念、过程通道及输入输出接口技术、通信技术、抗干扰技术与可靠性技术、数据采集系统、常用控制算法、分散控制算法、分散控制系统及应用、现场总线控制系统等内容。本书在中编写中注意引进先进技术，在内容编排上考虑教学与自学相结合，内容组织循序渐进，由浅入深，利教利学。
　　本书可作为高职高专电力技术类电厂热能动力设备装置、火电厂集控运行、生产过程自动化技术等专业相关课程教材，也可作为火电厂运行人员培训教材。

目录

作者介绍

文摘

序言

自动化世界的基石：深度解析计算机控制技术与系统 在现代工业飞速发展的浪潮中，计算机控制技术扮演着举足轻重的角色，它如同自动化世界的“大脑”，驱动着从精密制造到智能家居的万千应用。本书旨在为读者构建一个全面而深入的计算机控制技术与系统知识体系，揭示其核心原理、关键技术以及在实际应用中的广阔前景。本书内容涵盖广泛，从基础的数字控制原理出发，逐步深入到复杂系统的设计、分析与实现，力求使读者能够清晰地理解计算机控制系统的构成、工作流程以及影响系统性能的关键因素。 第一部分：数字控制系统的理论基础 本部分将首先从数字控制系统的基本概念入手，阐释其与模拟控制系统的区别与联系。我们将深入探讨离散化处理、采样定理以及量化误差等数字控制特有的问题，为后续的学习打下坚实的基础。 采样与量化： 这一章节将详细讲解如何将连续变化的模拟信号转换为计算机能够处理的离散数字信号。我们将深入剖析奈奎斯特-香农采样定理，阐明其在防止混叠失真方面的重要性，并讨论不同采样率对系统性能的影响。同时，量化过程的引入将不可避免地产生误差，本节也将详细分析量化误差的来源、大小以及对系统精度的影响，并介绍过采样、噪声整形等技术来缓解量化误差。 脉冲传递函数与离散系统表示： 为了分析离散时间系统，我们需要引入脉冲传递函数这一关键概念。本节将详细介绍如何从模拟传递函数推导出离散系统的脉冲传递函数，并解释Z变换在离散系统分析中的核心作用。此外，本书还将介绍离散系统的状态空间表示法，这是一种更为通用的描述方法，能够更全面地反映系统的动态特性，并为后续的现代控制理论打下基础。 稳定性分析： 系统的稳定性是评价控制系统优劣的首要指标。本章将详细介绍几种重要的稳定性判据，包括 Jury 判据和根轨迹法。读者将学习如何通过分析离散系统的特征方程的根来判断系统的稳定性，理解临界稳定、渐近稳定等不同状态的含义。此外，还将探讨如何通过系统参数的调整来改善系统的稳定性，避免系统产生振荡甚至失控。 时域与频域分析： 掌握系统在不同域下的响应特性对于理解和设计控制器至关重要。本节将深入分析离散系统在阶跃响应、脉冲响应等时域输入下的表现，学习如何通过响应曲线来评估系统的超调量、调节时间和稳态误差等性能指标。同时，我们将运用频率响应分析方法，例如奈奎斯特图和Bode图，来评估系统的带宽、幅值裕度和相位裕度，从而预测系统在面对不同频率干扰时的表现。 第二部分：现代控制理论与控制器设计 在掌握了数字控制系统的基础理论后，本部分将引入更为先进的控制理论，并指导读者如何设计出满足特定性能要求的控制器。 PID 控制器设计： PID（比例-积分-微分）控制器作为最经典、应用最广泛的控制器之一，在本节中将得到详尽的介绍。我们将详细解释比例、积分和微分三个参数的物理意义及其对系统响应的影响。本书将提供多种PID参数整定方法，包括试凑法、Ziegler-Nichols 法以及基于模型的方法，帮助读者根据实际系统特性选择合适的整定策略，并优化控制器的性能，实现系统的快速响应、无稳态误差以及良好的抗干扰能力。 状态反馈控制： 状态反馈控制是一种更为高级的控制策略，它利用系统的所有状态变量来设计控制器。本节将详细阐述状态反馈的基本原理，包括极点配置的概念。读者将学习如何通过设计合适的状态反馈增益矩阵，将系统的闭环极点放置在期望的位置，从而实现任意期望的系统动态响应。我们将介绍 Ackermann 公式等常用的极点配置方法。 观测器设计： 在许多实际应用中，并非所有的状态变量都能够直接测量。此时，就需要设计状态观测器来估计不可测量的状态。本节将介绍不同类型的状态观测器，例如 Luenberger 观测器。读者将学习如何利用系统的输入和输出信号来设计观测器，准确地估计系统的内部状态，并将其反馈给控制器，从而实现完整的状态反馈控制。 最优控制理论： 最优控制旨在寻找最优的控制策略，使得某个性能指标（例如控制能量最小化、响应时间最短等）达到最优。本节将初步介绍最优控制的基本思想，包括线性二次型调节器（LQR）的设计。读者将学习如何定义性能指标函数，并通过求解黎卡提方程来获得最优的反馈增益矩阵，从而设计出在性能上最优的控制器。 第三部分：数字控制器实现与工程实践 理论知识的最终目的是服务于实际应用。本部分将重点关注数字控制器的实现方法以及在工程实践中的注意事项。 数字信号处理器（DSP）与微控制器（MCU）的应用： 现代控制系统高度依赖于嵌入式处理器。本节将介绍 DSP 和 MCU 在数字控制系统中的关键作用，包括其硬件架构、指令集以及在实时数据采集、信号处理和控制算法执行方面的优势。我们将讨论如何选择合适的处理器，并介绍常用的开发工具和编程语言，为读者掌握嵌入式系统开发打下基础。 数字控制器软件实现： 将控制算法转化为可在嵌入式系统中运行的软件是关键一步。本节将深入讲解如何将离散化的控制算法（如 PID、状态反馈等）用 C/C++ 等语言进行编程实现。我们将讨论实时操作系统的使用、中断处理以及任务调度等概念，确保控制算法能够按照预定的时间周期精确执行。 系统集成与调试： 将控制器硬件、软件与被控对象有机地结合起来，并进行系统的调试，是完成一个实际控制系统设计的必经之路。本节将介绍系统集成过程中需要考虑的各个环节，例如传感器与执行器的选型与接口、通信协议的设计等。同时，我们将重点讲解调试过程中可能遇到的问题，例如信号干扰、参数不匹配、死区等，并提供相应的排查与解决思路，帮助读者掌握实际工程调试的技巧。 实际应用案例分析： 为了更好地巩固所学知识，本部分将选取几个典型的计算机控制系统应用案例进行深入分析。这些案例可能涵盖工业自动化生产线、机器人控制、无人驾驶系统、环境监测与控制等领域。通过对这些案例的剖析，读者将能够清晰地看到计算机控制技术是如何与实际工程相结合，解决具体问题的。我们将讨论在不同应用场景下，控制系统的设计思路、关键技术选择以及所面临的挑战。 第四部分：先进控制策略与未来发展趋势 随着科技的不断进步，计算机控制技术也在持续演进。本部分将介绍一些更先进的控制策略，并展望未来的发展方向。 模糊控制与神经网络控制： 模糊控制和神经网络控制是人工智能与控制理论相结合的产物。本节将介绍模糊逻辑的基本原理，以及如何构建模糊控制器来处理不确定性强、模型难以建立的系统。同时，我们将探讨神经网络在系统辨识、控制器设计以及自适应控制等方面的应用，展示其强大的学习和泛化能力。 自适应控制与鲁棒控制： 在系统参数发生变化或受到外部干扰时，自适应控制能够实时调整控制器参数以维持系统性能。本节将介绍自适应控制的基本思想和几种常见的自适应算法。此外，鲁棒控制旨在设计能够抵抗模型不确定性和外部扰动的控制器，我们将介绍一些鲁棒控制的设计方法。 分布式控制系统与网络化控制系统： 随着系统规模的增大和复杂度的提升，分布式控制系统和网络化控制系统成为重要的发展方向。本节将介绍分布式控制系统的特点，以及如何通过多控制器协同工作来实现整体控制目标。同时，我们将探讨网络化控制系统中通信延迟、丢包等问题对系统性能的影响，以及相应的解决方案。 人工智能在控制中的应用与未来展望： 人工智能技术与控制科学的融合正在深刻地改变着控制领域。本节将展望人工智能（如深度学习、强化学习）在更高级的控制策略设计、系统优化以及自主决策等方面的潜力。我们将探讨未来计算机控制系统可能的发展方向，例如更强的智能化、自主化和人机协作能力，以及在智能制造、智慧城市、生物医学等领域的广泛应用前景。 本书在内容编排上力求循序渐进，从基础理论到工程实践，再到前沿探索，层层递进。通过理论阐述、数学推导、实例分析和工程应用的结合，旨在帮助读者建立起扎实的计算机控制技术与系统知识体系，培养解决实际问题的能力，为他们在相关领域的学习、研究和工作打下坚实的基础。希望本书能够成为广大读者在探索自动化世界奥秘道路上的良师益友。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格和逻辑衔接上看，这本书整体上是严谨且学术化的，这一点毋庸置疑。但是，这种高度的学术化也带来了一个挑战，那就是读者群体的筛选。对于初学者，尤其是那些刚刚接触自动化或者机电一体化专业的学生来说，面对密集的术语和公式推导，可能会感到压力山大，需要花费大量时间在查阅和理解基础概念上。教材的优秀之处在于它应该能有效降低知识的获取门槛，而不是设置过高的阅读壁垒。我希望能看到更多口语化或比喻性的解释来辅助那些深奥的数学模型，比如用生活中的例子来解释反馈的意义，或者用流程图来代替复杂的矩阵运算描述。此外，全书的术语表和符号索引部分做得不够详尽，当我翻阅到靠后的章节时，经常需要回溯前面的内容来确认某个特定符号在当前语境下的精确含义，这极大地打断了阅读的流畅性。一本好的技术读物，应该让读者的注意力聚焦在“控制”本身，而不是在“阅读方法”上，目前的版本在这方面还有提升的空间。

评分☆☆☆☆☆

这本书的案例分析部分，说实话，让我感到有些意犹未尽。技术书籍的生命力在于它能够将抽象的理论转化为具体的、可复现的工程实践。在这本书中，虽然在每一章节的末尾都配有思考题和少量的例题，但这些例题的复杂度和现实世界的耦合度似乎偏低。我非常希望看到一些基于具体行业痛点的完整项目解析，比如一个复杂的数控机床的轨迹规划与误差补偿实例，或者一个大型化工流程的冗余设计与故障恢复流程图。这种贴近实战的深度剖析，能极大地提升读者的工程素养和解决问题的能力。现在的内容更多地停留在“计算题”的层面，即给出已知参数，求出某个特定指标，这对于训练我们的系统级思维帮助有限。控制系统是一个多学科交叉的复杂体，光有数学推导是不够的，还需要理解电气驱动、机械结构、传感器的噪声特性等非理想因素的影响。如果能有更多的篇幅专门用于讨论“不完美世界中的控制设计”，这本书的实用价值无疑会飙升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图设计，坦白说，没有给我带来太多惊喜。在信息爆炸的今天，好的技术书籍应该具备清晰的视觉引导力，能让读者在复杂的逻辑关系中迅速找到重点。在这本书里，图表的密度似乎偏低，而且很多关键的系统架构图和流程图的细节处理得不够精细。我记得在讲解PID控制器的参数整定那一块，那是控制领域一个永恒的难题，我非常期待能看到一些现代化的、基于数据驱动的优化算法的图示，比如模糊自整定或者神经网络辅助调参的直观示意图。然而，呈现给我的更多是传统的曲线图和数学公式的堆砌。这使得我在尝试建立“脑海中的模型”时，不得不花费额外的精力去脑补那些缺失的视觉连接点。一个优秀的教材应该像一位耐心的导师，通过生动的图文并茂的方式引导学生思考，而不是仅仅把知识点罗列出来。我希望未来的再版或者配套的在线资源中，能加入更多的三维模型展示或者动画演示，尤其是在涉及到状态空间描述和现代控制理论那几章，纯文字的描述显得力不从心，难以直观地把握系统的动态特性和反馈回路的交互关系。

评分☆☆☆☆☆

这本书，说实话，我拿到手的时候，内心是有点复杂的。我对“计算机控制技术与系统”这个领域一直抱有浓厚的兴趣，毕竟在这个数字化浪潮席卷一切的时代，掌握底层逻辑和实现路径是至关重要的。然而，打开书本，看到那厚厚的一叠内容，心里不免有些打鼓。我原本期待的是那种能迅速抓住核心、直击痛点的实战指南，能让我快速上手去搭建或者优化某个控制系统。但这本书的开篇似乎更侧重于宏观的背景介绍和理论基础的铺陈，每一个概念的引入都显得非常严谨，甚至有些“教科书式”的冗长。我理解严谨性是学术著作的必备素质，但对于一个迫切想看到具体应用案例的读者来说，这种缓慢的节奏感确实需要一定的耐心去适应。我花了相当长的时间才啃完前几章，感觉自己像是在攀登一座知识的冰山，每一步都需要精确计算和稳固的支撑，否则很容易滑落。我希望看到更多关于现代工业总线协议，比如EtherCAT或者Profinet的深度剖析，或者至少是针对某种具体工业场景（比如伺服电机精确控制）的详细建模与仿真过程，而不仅仅是停留在概念的辨析上。目前的阅读体验，更像是在为后续更精彩的内容打地基，地基打得很扎实，但何时能看到拔地而起的宏伟建筑，我还在等待。

评分☆☆☆☆☆

作为一本被重点推荐的教材，我希望能在这本书中找到与时俱进的前沿技术脉络，尤其是在“系统”层面，当前的热点无疑是工业物联网（IIoT）和边缘计算在控制系统中的深度融合。例如，如何利用轻量级的MQTT协议进行数据采集和远程诊断，或者如何实现低延迟的云计算协同控制。然而，在阅读过程中，我感觉这本书的视角似乎稍微有些“滞后”了，它更侧重于经典的、基于PLC和DCS的传统自动化架构。这固然是基础，但对于指导我们面向“工业4.0”的实践来说，深度和广度上都显得不足。我期望看到更多关于网络安全在控制系统中的集成讨论，毕竟一旦系统联网，安全防护就成了头等大事。目前的章节内容更像是对上世纪末到本世纪初控制理论的精炼总结，对于培养具备未来视野的工程师而言，还需要在“互联性”和“智能化”这两个维度上进行大力度的补充和前瞻性的探讨，否则，这本书的“推荐”价值将更多地体现在理论知识的储备上，而非前沿技术的引领上。