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
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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： 廣影圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787508365350

商品編碼：29682316502

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

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

自動化世界的基石：深度解析計算機控製技術與係統 在現代工業飛速發展的浪潮中，計算機控製技術扮演著舉足輕重的角色，它如同自動化世界的“大腦”，驅動著從精密製造到智能傢居的萬韆應用。本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的計算機控製技術與係統知識體係，揭示其核心原理、關鍵技術以及在實際應用中的廣闊前景。本書內容涵蓋廣泛，從基礎的數字控製原理齣發，逐步深入到復雜係統的設計、分析與實現，力求使讀者能夠清晰地理解計算機控製係統的構成、工作流程以及影響係統性能的關鍵因素。 第一部分：數字控製係統的理論基礎 本部分將首先從數字控製係統的基本概念入手，闡釋其與模擬控製係統的區彆與聯係。我們將深入探討離散化處理、采樣定理以及量化誤差等數字控製特有的問題，為後續的學習打下堅實的基礎。 采樣與量化： 這一章節將詳細講解如何將連續變化的模擬信號轉換為計算機能夠處理的離散數字信號。我們將深入剖析奈奎斯特-香農采樣定理，闡明其在防止混疊失真方麵的重要性，並討論不同采樣率對係統性能的影響。同時，量化過程的引入將不可避免地産生誤差，本節也將詳細分析量化誤差的來源、大小以及對係統精度的影響，並介紹過采樣、噪聲整形等技術來緩解量化誤差。 脈衝傳遞函數與離散係統錶示： 為瞭分析離散時間係統，我們需要引入脈衝傳遞函數這一關鍵概念。本節將詳細介紹如何從模擬傳遞函數推導齣離散係統的脈衝傳遞函數，並解釋Z變換在離散係統分析中的核心作用。此外，本書還將介紹離散係統的狀態空間錶示法，這是一種更為通用的描述方法，能夠更全麵地反映係統的動態特性，並為後續的現代控製理論打下基礎。 穩定性分析： 係統的穩定性是評價控製係統優劣的首要指標。本章將詳細介紹幾種重要的穩定性判據，包括 Jury 判據和根軌跡法。讀者將學習如何通過分析離散係統的特徵方程的根來判斷係統的穩定性，理解臨界穩定、漸近穩定等不同狀態的含義。此外，還將探討如何通過係統參數的調整來改善係統的穩定性，避免係統産生振蕩甚至失控。 時域與頻域分析： 掌握係統在不同域下的響應特性對於理解和設計控製器至關重要。本節將深入分析離散係統在階躍響應、脈衝響應等時域輸入下的錶現，學習如何通過響應麯綫來評估係統的超調量、調節時間和穩態誤差等性能指標。同時，我們將運用頻率響應分析方法，例如奈奎斯特圖和Bode圖，來評估係統的帶寬、幅值裕度和相位裕度，從而預測係統在麵對不同頻率乾擾時的錶現。 第二部分：現代控製理論與控製器設計 在掌握瞭數字控製係統的基礎理論後，本部分將引入更為先進的控製理論，並指導讀者如何設計齣滿足特定性能要求的控製器。 PID 控製器設計： PID（比例-積分-微分）控製器作為最經典、應用最廣泛的控製器之一，在本節中將得到詳盡的介紹。我們將詳細解釋比例、積分和微分三個參數的物理意義及其對係統響應的影響。本書將提供多種PID參數整定方法，包括試湊法、Ziegler-Nichols 法以及基於模型的方法，幫助讀者根據實際係統特性選擇閤適的整定策略，並優化控製器的性能，實現係統的快速響應、無穩態誤差以及良好的抗乾擾能力。 狀態反饋控製： 狀態反饋控製是一種更為高級的控製策略，它利用係統的所有狀態變量來設計控製器。本節將詳細闡述狀態反饋的基本原理，包括極點配置的概念。讀者將學習如何通過設計閤適的狀態反饋增益矩陣，將係統的閉環極點放置在期望的位置，從而實現任意期望的係統動態響應。我們將介紹 Ackermann 公式等常用的極點配置方法。 觀測器設計： 在許多實際應用中，並非所有的狀態變量都能夠直接測量。此時，就需要設計狀態觀測器來估計不可測量的狀態。本節將介紹不同類型的狀態觀測器，例如 Luenberger 觀測器。讀者將學習如何利用係統的輸入和輸齣信號來設計觀測器，準確地估計係統的內部狀態，並將其反饋給控製器，從而實現完整的狀態反饋控製。 最優控製理論： 最優控製旨在尋找最優的控製策略，使得某個性能指標（例如控製能量最小化、響應時間最短等）達到最優。本節將初步介紹最優控製的基本思想，包括綫性二次型調節器（LQR）的設計。讀者將學習如何定義性能指標函數，並通過求解黎卡提方程來獲得最優的反饋增益矩陣，從而設計齣在性能上最優的控製器。 第三部分：數字控製器實現與工程實踐 理論知識的最終目的是服務於實際應用。本部分將重點關注數字控製器的實現方法以及在工程實踐中的注意事項。 數字信號處理器（DSP）與微控製器（MCU）的應用： 現代控製係統高度依賴於嵌入式處理器。本節將介紹 DSP 和 MCU 在數字控製係統中的關鍵作用，包括其硬件架構、指令集以及在實時數據采集、信號處理和控製算法執行方麵的優勢。我們將討論如何選擇閤適的處理器，並介紹常用的開發工具和編程語言，為讀者掌握嵌入式係統開發打下基礎。 數字控製器軟件實現： 將控製算法轉化為可在嵌入式係統中運行的軟件是關鍵一步。本節將深入講解如何將離散化的控製算法（如 PID、狀態反饋等）用 C/C++ 等語言進行編程實現。我們將討論實時操作係統的使用、中斷處理以及任務調度等概念，確保控製算法能夠按照預定的時間周期精確執行。 係統集成與調試： 將控製器硬件、軟件與被控對象有機地結閤起來，並進行係統的調試，是完成一個實際控製係統設計的必經之路。本節將介紹係統集成過程中需要考慮的各個環節，例如傳感器與執行器的選型與接口、通信協議的設計等。同時，我們將重點講解調試過程中可能遇到的問題，例如信號乾擾、參數不匹配、死區等，並提供相應的排查與解決思路，幫助讀者掌握實際工程調試的技巧。 實際應用案例分析： 為瞭更好地鞏固所學知識，本部分將選取幾個典型的計算機控製係統應用案例進行深入分析。這些案例可能涵蓋工業自動化生産綫、機器人控製、無人駕駛係統、環境監測與控製等領域。通過對這些案例的剖析，讀者將能夠清晰地看到計算機控製技術是如何與實際工程相結閤，解決具體問題的。我們將討論在不同應用場景下，控製係統的設計思路、關鍵技術選擇以及所麵臨的挑戰。 第四部分：先進控製策略與未來發展趨勢 隨著科技的不斷進步，計算機控製技術也在持續演進。本部分將介紹一些更先進的控製策略，並展望未來的發展方嚮。 模糊控製與神經網絡控製： 模糊控製和神經網絡控製是人工智能與控製理論相結閤的産物。本節將介紹模糊邏輯的基本原理，以及如何構建模糊控製器來處理不確定性強、模型難以建立的係統。同時，我們將探討神經網絡在係統辨識、控製器設計以及自適應控製等方麵的應用，展示其強大的學習和泛化能力。 自適應控製與魯棒控製： 在係統參數發生變化或受到外部乾擾時，自適應控製能夠實時調整控製器參數以維持係統性能。本節將介紹自適應控製的基本思想和幾種常見的自適應算法。此外，魯棒控製旨在設計能夠抵抗模型不確定性和外部擾動的控製器，我們將介紹一些魯棒控製的設計方法。 分布式控製係統與網絡化控製係統： 隨著係統規模的增大和復雜度的提升，分布式控製係統和網絡化控製係統成為重要的發展方嚮。本節將介紹分布式控製係統的特點，以及如何通過多控製器協同工作來實現整體控製目標。同時，我們將探討網絡化控製係統中通信延遲、丟包等問題對係統性能的影響，以及相應的解決方案。 人工智能在控製中的應用與未來展望： 人工智能技術與控製科學的融閤正在深刻地改變著控製領域。本節將展望人工智能（如深度學習、強化學習）在更高級的控製策略設計、係統優化以及自主決策等方麵的潛力。我們將探討未來計算機控製係統可能的發展方嚮，例如更強的智能化、自主化和人機協作能力，以及在智能製造、智慧城市、生物醫學等領域的廣泛應用前景。 本書在內容編排上力求循序漸進，從基礎理論到工程實踐，再到前沿探索，層層遞進。通過理論闡述、數學推導、實例分析和工程應用的結閤，旨在幫助讀者建立起紮實的計算機控製技術與係統知識體係，培養解決實際問題的能力，為他們在相關領域的學習、研究和工作打下堅實的基礎。希望本書能夠成為廣大讀者在探索自動化世界奧秘道路上的良師益友。

評分☆☆☆☆☆

作為一本被重點推薦的教材，我希望能在這本書中找到與時俱進的前沿技術脈絡，尤其是在“係統”層麵，當前的熱點無疑是工業物聯網（IIoT）和邊緣計算在控製係統中的深度融閤。例如，如何利用輕量級的MQTT協議進行數據采集和遠程診斷，或者如何實現低延遲的雲計算協同控製。然而，在閱讀過程中，我感覺這本書的視角似乎稍微有些“滯後”瞭，它更側重於經典的、基於PLC和DCS的傳統自動化架構。這固然是基礎，但對於指導我們麵嚮“工業4.0”的實踐來說，深度和廣度上都顯得不足。我期望看到更多關於網絡安全在控製係統中的集成討論，畢竟一旦係統聯網，安全防護就成瞭頭等大事。目前的章節內容更像是對上世紀末到本世紀初控製理論的精煉總結，對於培養具備未來視野的工程師而言，還需要在“互聯性”和“智能化”這兩個維度上進行大力度的補充和前瞻性的探討，否則，這本書的“推薦”價值將更多地體現在理論知識的儲備上，而非前沿技術的引領上。

評分☆☆☆☆☆

這本書，說實話，我拿到手的時候，內心是有點復雜的。我對“計算機控製技術與係統”這個領域一直抱有濃厚的興趣，畢竟在這個數字化浪潮席捲一切的時代，掌握底層邏輯和實現路徑是至關重要的。然而，打開書本，看到那厚厚的一疊內容，心裏不免有些打鼓。我原本期待的是那種能迅速抓住核心、直擊痛點的實戰指南，能讓我快速上手去搭建或者優化某個控製係統。但這本書的開篇似乎更側重於宏觀的背景介紹和理論基礎的鋪陳，每一個概念的引入都顯得非常嚴謹，甚至有些“教科書式”的冗長。我理解嚴謹性是學術著作的必備素質，但對於一個迫切想看到具體應用案例的讀者來說，這種緩慢的節奏感確實需要一定的耐心去適應。我花瞭相當長的時間纔啃完前幾章，感覺自己像是在攀登一座知識的冰山，每一步都需要精確計算和穩固的支撐，否則很容易滑落。我希望看到更多關於現代工業總綫協議，比如EtherCAT或者Profinet的深度剖析，或者至少是針對某種具體工業場景（比如伺服電機精確控製）的詳細建模與仿真過程，而不僅僅是停留在概念的辨析上。目前的閱讀體驗，更像是在為後續更精彩的內容打地基，地基打得很紮實，但何時能看到拔地而起的宏偉建築，我還在等待。

評分☆☆☆☆☆

從語言風格和邏輯銜接上看，這本書整體上是嚴謹且學術化的，這一點毋庸置疑。但是，這種高度的學術化也帶來瞭一個挑戰，那就是讀者群體的篩選。對於初學者，尤其是那些剛剛接觸自動化或者機電一體化專業的學生來說，麵對密集的術語和公式推導，可能會感到壓力山大，需要花費大量時間在查閱和理解基礎概念上。教材的優秀之處在於它應該能有效降低知識的獲取門檻，而不是設置過高的閱讀壁壘。我希望能看到更多口語化或比喻性的解釋來輔助那些深奧的數學模型，比如用生活中的例子來解釋反饋的意義，或者用流程圖來代替復雜的矩陣運算描述。此外，全書的術語錶和符號索引部分做得不夠詳盡，當我翻閱到靠後的章節時，經常需要迴溯前麵的內容來確認某個特定符號在當前語境下的精確含義，這極大地打斷瞭閱讀的流暢性。一本好的技術讀物，應該讓讀者的注意力聚焦在“控製”本身，而不是在“閱讀方法”上，目前的版本在這方麵還有提升的空間。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖設計，坦白說，沒有給我帶來太多驚喜。在信息爆炸的今天，好的技術書籍應該具備清晰的視覺引導力，能讓讀者在復雜的邏輯關係中迅速找到重點。在這本書裏，圖錶的密度似乎偏低，而且很多關鍵的係統架構圖和流程圖的細節處理得不夠精細。我記得在講解PID控製器的參數整定那一塊，那是控製領域一個永恒的難題，我非常期待能看到一些現代化的、基於數據驅動的優化算法的圖示，比如模糊自整定或者神經網絡輔助調參的直觀示意圖。然而，呈現給我的更多是傳統的麯綫圖和數學公式的堆砌。這使得我在嘗試建立“腦海中的模型”時，不得不花費額外的精力去腦補那些缺失的視覺連接點。一個優秀的教材應該像一位耐心的導師，通過生動的圖文並茂的方式引導學生思考，而不是僅僅把知識點羅列齣來。我希望未來的再版或者配套的在綫資源中，能加入更多的三維模型展示或者動畫演示，尤其是在涉及到狀態空間描述和現代控製理論那幾章，純文字的描述顯得力不從心，難以直觀地把握係統的動態特性和反饋迴路的交互關係。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分，說實話，讓我感到有些意猶未盡。技術書籍的生命力在於它能夠將抽象的理論轉化為具體的、可復現的工程實踐。在這本書中，雖然在每一章節的末尾都配有思考題和少量的例題，但這些例題的復雜度和現實世界的耦閤度似乎偏低。我非常希望看到一些基於具體行業痛點的完整項目解析，比如一個復雜的數控機床的軌跡規劃與誤差補償實例，或者一個大型化工流程的冗餘設計與故障恢復流程圖。這種貼近實戰的深度剖析，能極大地提升讀者的工程素養和解決問題的能力。現在的內容更多地停留在“計算題”的層麵，即給齣已知參數，求齣某個特定指標，這對於訓練我們的係統級思維幫助有限。控製係統是一個多學科交叉的復雜體，光有數學推導是不夠的，還需要理解電氣驅動、機械結構、傳感器的噪聲特性等非理想因素的影響。如果能有更多的篇幅專門用於討論“不完美世界中的控製設計”，這本書的實用價值無疑會飆升。