计算机控制技术

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出版者:
作者:赵邦信
出品人:
页数:379
译者:
出版时间:2008-8
价格:38.00元
装帧:
isbn号码:9787030221582
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机控制
  • 自动化
  • 嵌入式系统
  • 单片机
  • PLC
  • 控制理论
  • 传感器
  • 电机控制
  • 工业控制
  • 智能控制
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具体描述

《普通高等教育"十一五"国家级规划教材•计算机控制技术》系统性地介绍了计算机控制系统的组成、结构、工作过程,全面阐述了线性离散系统的数学描述、性能分析和设计理论,重点讨论了计算机控制系统中数字控制器的算法设计问题,并举例说明了计算机控制系统在生产过程中的应用。全书共分为8章,每章均附有习题。

《普通高等教育"十一五"国家级规划教材•计算机控制技术》是结合作者多年来在课堂教学过程中对相关问题的理解和体会写成的,其内容体系完整,结构关系清晰,叙述通俗易懂,已列入普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

《控制系统的设计与实现》 本书旨在为读者提供一个关于现代控制系统设计与实现的全面而深入的理解。我们将从控制理论的基本原理出发,逐步引导读者掌握各种先进的控制策略及其在实际工程中的应用。 第一部分:控制理论基础 本部分将奠定坚实的理论基础。我们从系统建模开始,介绍如何将物理系统转化为数学模型,包括微分方程、传递函数以及状态空间表示法。重点关注线性时不变(LTI)系统的分析,如时域响应(瞬态响应和稳态响应)、频域响应(波特图、奈奎斯特图、根轨迹)以及稳定性分析(Routh-Hurwitz判据、Nyquist稳定性判据)。同时,还将介绍经典控制器的设计,如PID控制器,并深入探讨其参数整定方法(如Ziegler-Nichols法)及其在不同应用中的优势与局限性。 第二部分:现代控制理论及其应用 进入现代控制理论领域,本部分将重点介绍基于状态空间方法的控制设计。我们将深入探讨可控性和可观性概念,以及它们在状态反馈控制和状态估计设计中的关键作用。读者将学习如何设计状态反馈控制器以实现期望的系统性能,并理解观测器(如Luenfer观测器)的工作原理及其在无法直接测量所有系统状态时的重要性。此外,还将介绍最优控制理论,特别是线性二次调节器(LQR)的设计,它能够根据给定的性能指标(如控制能量和状态偏差)来优化控制律。 第三部分:数字控制系统 随着计算机技术的发展,数字控制系统已成为工业应用的主流。本部分将详细阐述数字控制系统的基本原理,包括采样定理、零阶保持器以及数字系统的建模与分析。读者将学习如何将连续时间控制器离散化,以及如何直接设计离散时间控制器。我们将介绍数字PID控制器的实现,以及一些常用的数字控制设计方法,如双线性变换法和脉冲不变法。同时,还将探讨数字控制器在实际应用中可能遇到的问题,如量化误差和采样抖动,并提供相应的解决方案。 第四部分:先进控制技术 本部分将拓展到更广泛的先进控制技术,以应对更复杂的系统和更严苛的应用需求。我们将介绍鲁棒控制,它旨在设计能够在系统参数不确定或存在外部扰动的情况下仍然保持良好性能的控制器。读者将接触到H∞控制和μ-合成等先进鲁棒控制方法。此外,还将探讨自适应控制,它能够根据系统性能的变化或模型参数的未知性来自动调整控制器参数。最后,我们将简要介绍模型预测控制(MPC),这是一种基于优化技术的控制策略,能够在考虑系统约束和预测未来行为的基础上,生成最优的控制序列,在化工、航空航天等领域有着广泛的应用。 第五部分:实际工程中的考虑与实践 理论的学习最终需要应用于实践。本部分将讨论在实际工程中设计和实现控制系统时需要考虑的关键因素。这包括控制器的硬件实现(如微控制器、FPGA)、软件开发、系统集成以及调试过程。我们将强调实际系统中的非线性、时滞、噪声等因素对控制性能的影响,并介绍如何通过仿真和实验来验证和优化控制器的设计。此外,还将分享一些在工业自动化、机器人控制、过程控制等领域的案例研究,以加深读者对所学知识的理解和应用能力。 通过学习本书,读者将能够: 掌握控制系统的基本建模、分析和设计方法。 深入理解现代控制理论的核心概念及其应用。 熟悉数字控制系统的原理和实现技术。 了解并初步掌握先进控制策略,以解决复杂控制问题。 培养在实际工程中设计、实现和优化控制系统的能力。 本书适合于自动化、电子工程、机械工程、航空航天工程等相关专业的本科生、研究生以及从事控制系统研发的工程师。通过本书的学习,您将为驾驭复杂的现代控制系统打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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这本书的章节安排,从我的角度来看,应该是循序渐进,由浅入深,非常适合我这种有一定基础但又希望系统学习的读者。我个人比较喜欢从基础概念入手,然后逐步深入到更复杂的理论和实际应用。例如,如果书中能详细介绍数字信号处理在控制系统中的作用,以及采样定理、量化误差等关键概念,那将对我非常有帮助。接着,对于PID控制算法的原理、参数整定方法以及不同应用场景下的优化策略,我希望能有深入的阐述。我知道PID控制是很多控制系统的基础,掌握好它对理解更高级的控制理论至关重要。此外,我还对模糊控制、神经网络控制等智能控制方法非常感兴趣。我希望书中能够解释这些智能控制方法是如何克服传统控制方法的局限性的,并提供一些实际应用的案例分析。例如,在机器人路径规划、无人驾驶车辆的避障系统等方面,这些智能控制技术可能发挥着关键作用。另外,我也关注控制系统的建模和仿真。如果书中能够介绍如何建立数学模型来描述被控对象,并使用仿真软件(如MATLAB/Simulink)来验证控制策略的有效性,那将大大提高我的学习效率。我希望能从书中学习到如何进行系统的分析和设计,而不是仅仅停留在理论层面。

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这本书的出版信息,比如出版社、出版日期、印刷质量等,也都是我评价一本好书的考量因素。一家 reputable 的出版社通常意味着这本书经过了严格的审稿和编辑流程,内容质量更有保障。而较新的出版日期则意味着书中包含的知识和技术更具前沿性,能够跟上技术发展的步伐。印刷质量也很重要,清晰的排版、高质量的图表和图片能够极大地提升阅读体验。我喜欢那种纸张舒适、字体大小适中、排版美观的书籍,这样的书读起来让人赏心悦目,也更容易长时间地保持阅读的兴趣。当然,我更看重的是书的内容本身,但好的出版质量无疑是锦上添花。我会关注是否有配套的电子资源,比如习题答案、仿真代码、或者相关的在线课程,这些都能够为我的学习提供额外的支持。

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我对这本书的作者背景和学术声誉也相当关注。通常来说,一本书的质量很大程度上取决于作者的专业知识和教学经验。如果作者在该领域有深厚的学术造诣,并且有过丰富的教学实践,那么这本书的内容很可能就会更加严谨、易懂,并且能够抓住学习的重点和难点。我尤其看重作者是否能够将复杂的技术概念用清晰、生动的语言来解释,并且提供恰当的例子和图示来辅助理解。对于计算机控制技术这样偏向理工科的领域,很多概念都比较抽象,如果能够有直观的演示或者类比,将会极大地降低学习门槛。我希望作者能够像一位经验丰富的老师一样,引导读者一步步地掌握核心知识,并且能够预见到读者在学习过程中可能会遇到的困难,并提前给出解决方案。一本好的教科书,不仅仅是信息的堆砌,更是知识体系的构建和思维方式的塑造。我期待作者能够分享他在这个领域多年的研究成果和实践经验,让这本书成为我在计算机控制技术学习道路上的可靠指引。

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这本书的装帧设计就足够吸引我了,封面采用了一种深邃的蓝色调,搭配上银色的字体,传递出一种科技感和专业感。拿到手上,纸张的质感也很不错,厚实而光滑,翻阅起来有种沉甸甸的满足感,这让我对书的内容充满了期待。我平常就对那些能够将理论与实践相结合的领域特别感兴趣,尤其是那种能够让冰冷的机器变得“聪明”起来的学问。之前也零星接触过一些自动化控制的零散知识,但总感觉不成体系,像是一盘散沙。这本书的出现,就像是给我打了一剂强心针,让我看到了一个完整而清晰的知识脉络。我特别关注那些能够实际应用的书籍,因为我总觉得,学习的最终目的就是为了能够解决实际问题,或者至少能够更好地理解我们身边正在发生的事情。计算机控制技术,听起来就非常具有这种潜力,它似乎能解释很多我一直以来好奇的现象,比如智能家居是如何工作的,工业自动化流水线又是如何实现精准协同的,甚至我们日常使用的各种智能设备背后的逻辑,都可能与这个领域息息相关。我喜欢这种能够让我感受到进步和探索乐趣的书籍,它不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启发。我迫不及待地想要深入了解这本书的核心内容,看看它能否真正地帮助我打开新世界的大门,让我在科技的海洋中不再迷茫,而是能够找到自己的航向。

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从我个人的学习习惯而言,我需要的是那种能够帮助我建立清晰知识框架的书籍。每一章的内容都应该有机地联系起来,形成一个逻辑严谨的体系。我希望书中能够明确地定义核心概念,并提供清晰的数学推导,如果配有详细的图表和示意图来解释复杂的数学模型,那将更易于理解。例如,在介绍状态空间方法时,我希望能够详细解释状态变量的物理意义,以及如何通过状态方程来描述系统的动态行为。我也希望书中能够深入探讨控制器设计的过程,包括如何根据系统特性和性能要求选择合适的控制器结构,以及如何进行参数优化。此外,我也关注系统的稳定性分析和性能评估方法,比如如何利用李雅普诺夫稳定性理论来证明系统的稳定性,或者如何计算系统的暂态响应和稳态误差。

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我一直对计算机控制技术在工业自动化领域的应用非常感兴趣。我希望这本书能够深入介绍如何将计算机控制技术应用于各种工业场景,比如机械臂的精确运动控制、生产线的流程优化、以及生产过程中参数的实时监控和调整。我希望书中能够包含一些具体的工程案例,详细分析在实际工业环境中遇到的挑战,以及如何利用计算机控制技术来解决这些问题。例如,在描述传感器数据融合时,我希望能够看到如何结合来自不同传感器的信息,以获得更准确和可靠的系统状态估计。我也希望书中能够探讨如何利用先进的控制策略来提高生产效率、降低能耗、并确保产品质量。此外,我也关注工业通信协议和嵌入式系统的应用,这些都是实现分布式控制和智能制造的关键技术。

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从我个人的学习经历来看,一本优秀的书籍往往能够激发学习者的好奇心和求知欲,并且能够引导他们独立思考和解决问题。我希望这本书能够做到这一点。我特别关注书中是否提供了足够的思考题和练习,以及这些题目是否能够真正地帮助我巩固所学知识,并锻炼我的分析和设计能力。如果书中能够有一些开放性的问题,鼓励读者进行更深入的探索,甚至挑战一些现有的理论,那将更有价值。我喜欢那种能够引发我思考“为什么”的书,而不是简单地告诉我“是什么”。例如,在介绍某种控制算法时,我希望书中能够解释这种算法的优点和缺点,以及它适用的场景和局限性,这样我才能更好地理解它,并学会如何选择合适的控制方法。我期望这本书能够成为我学习过程中的一个“智囊团”,在我遇到瓶颈时,能够给我启示,在我取得进步时,能够给我鼓励。

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这本书的可读性和实践性是我最看重的两个方面。我希望能从这本书中学习到不仅是理论知识,更重要的是如何将这些理论应用到实际的工程项目中。例如,如果书中能够提供一些实际的硬件平台(如Arduino、树莓派等)的控制实例,并且给出详细的开发步骤和代码示例,那将是非常宝贵的资源。我喜欢动手实践,通过实际操作来加深对理论的理解。此外,我也希望书中能够探讨一些在实际工程中可能遇到的问题,比如传感器噪声的处理、执行器饱和的应对、系统鲁棒性的分析以及故障诊断与容错控制等。这些都是理论学习中往往会被忽略,但在实际应用中却至关重要的问题。如果书中能提供一些解决这些问题的思路和方法,那将使这本书的价值倍增。我更希望这本书能够成为一本“工具书”,在遇到具体问题时,我能够翻开它,找到相关的解决方案,而不是仅仅把它当作一本“一次性”的读物。

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我尤其关注本书在算法创新和理论前沿方面的介绍。随着人工智能和大数据技术的飞速发展,传统的控制理论也在不断地革新和融合。我希望这本书能够涵盖一些最新的研究成果和发展趋势,例如基于机器学习的自适应控制、强化学习在复杂系统控制中的应用、以及深度学习在信号处理和模型辨识中的作用。了解这些前沿技术,不仅能够帮助我跟上时代的步伐,也能够为我未来的研究和工作提供新的思路和方向。我希望书中能够提供一些关于如何设计和实现这些新型控制器的指导,以及一些在实际应用中的成功案例。此外,我也希望书中能够对不同控制方法的优劣进行比较分析,帮助我理解它们各自的适用范围和局限性,从而能够做出更明智的技术选择。

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这本书的学习资源和配套信息也是我非常看重的一点。我通常会寻找那些提供丰富学习资源的图书,例如配套的电子版、习题解答、课程PPT、或者作者的个人网站/博客。如果书中能够提供一些参考文献或者推荐阅读的书籍,那更是极大地扩展了我的学习途径。我喜欢那种能够让我形成一个完整的学习生态系统的书籍,不仅仅是纸质书本身,而是围绕着这本书能够获得更多的学习资料和交流平台。例如,如果书中能够引导我找到相关的开源代码库,或者提供一些在线论坛的链接,让我能够与其他学习者交流心得、讨论问题,那将是非常有价值的。我希望这本书能够成为我学习旅程中的一个起点,而不是终点,它能够带领我去发现更多有用的学习资源。

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