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内容介绍

《计算机控制及仿真》介绍了计算机控制系统的组成、工作原理和设计方法。《计算机控制及仿真》是作者在多年教学工作的基础上，广泛参考国内外相关资料编写而成的。编写过程中力图做到理论与实践相结合、内容精练、难易适中。 全书共6章，包括计算机控制概述、计算机控制系统中信号的转换和处理、数字程序控制技术、经典计算机控制系统设计方法、PID控制在飞行器姿态控制中的应用、离散域中的计算机控制方法。《计算机控制及仿真》包含全部示例的Maflab计算程序源代码，以方便读者学习使用。 《计算机控制及仿真》可供控制及相关专业高等院校教师和学生以及工程技术人员参考使用。

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精彩书摘

第1章计算机控制概述 1.5 计算机控制系统的优越性 与由模拟元部件或常规仪表组成的控制系统相比，计算机控制系统有以下特点。 1.优点 （1）能实现复杂的控制规律，提高控制质量。这主要是因为复杂控制规律往往难以用模拟元件实现，而数字计算机是通过算法编程实现的，同时具有强大的记忆和判断功能。 （2）控制规律灵活、多样、改变方便。计算机控制系统中，控制规律由软件实现，所以可任意设计或改动程序，而不必像模拟控制那样，要重新设计加工电路或更换仪表及连接。 （3）一台计算机可以代替多台模拟调节器或装置。这是因为计算机有分时功能，显示器的引用可节省大量的显示仪表，使庞大的仪表屏大大缩小。 （4）控制与管理相结合，自动化程度大大提高。这主要是由于计算机具有计算、记忆、判断、人一机对话等功能。 2.缺点 与连续控制系统相比，计算机控制系统也有一些缺点和不足： （1）可靠性还要进一步提高； （2）对环境要求较高； （3）需要一定熟练程度的使用和维修人员。 但全面比较起来，随着对自动控制系统功能要求的不断提高，现代的控制系统不管是简单的还是复杂的，几乎都是采用计算机进行控制的。

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第1章计算机控制概述 1.1 计算机控制系统的概念 1.1.1 计算机控制基础 1.1.2 计算机控制系统的基本特点 1.1.3 计算机控制的控制过程 1.2 计算机控制系统的工作方式和组成 1.2.1 计算机控制系统的工作方式 1.2.2 计算机控制系统的组成 1.2.3 导弹计算机控制系统举例 1.2.4 计算机控制系统的控制计算机特点 1.3 计算机控制系统的分类 1.3.1 按功能分类 1.3.2 按控制规律分类 1.4 计算机控制系统的研究内容和基本要求 1.4.1 计算机控制系统的研究内容 1.4.2 计算机控制系统的基本要求 1.5 计算机控制系统的优越性 习题 第2章计算机控制系统的信号 2.1 信号的转换和处理 2.1.1 采样过程及其数学描述 2.1.2 前置滤波 2.1.3 采样信号的复现 2.1.4 后置滤波 2.1.5 信号的数字化过程 2.2 过程通道的组成和功能 2.2.1 模拟量输入通道 2.2.2 模拟量输出通道 2.2.3 数字量输入通道 2.2.4 数字量输出通道 习题 第3章数字程序控制技术 3.1 数字程序控制基础 3.1.1 闭环数字程序控制 3.1.2 开环数字程序控制 3.2 开环数值控制的基本原理 3.2.1 数值控制的基本原理 3.2.2 逐点比较法插补原理 3.2.3 用Matlab实现直线插补计算程序 3.3 步进电机的控制 3.3.1 步进电机的工作原理 3.3.2 步进电机的工作方式 3.3.3 步进电机控制系统原理 习题 第4章计算机控制系统的经典设计及仿真 4.1 连续域-离散化设计 4.1.1 模拟化设计方法 4.1.2 离散化方法 4.1.3 连续域一离散化设计及仿真举例 4.2 数字PID控制器设计及仿真 4.2.1 模拟PID控制器及仿真 4.2.2 数字PID控制算法及仿真 4.3 对标准PID算法的改进 4.3.1 位置式PID算法的积分饱和作用及其抑制 4.3.2 抑制干扰的PID算法 4.3.3 带死区的PID控制算法 4.4 PID控制器参数选择 4.4.1 采样周期的选择 4.4.2 参数整定方法 习题 第5章 PID控制在飞行器姿态控制中的应用 5.1 导弹纵向通道姿态角控制系统组成原理 5.2 导弹弹体小扰动线性化模型 5.3 导弹飞行控制系统数学模型 5.4 导弹纵向通道阻尼回路设计 5.5 导弹纵向通道姿态角控制系统设计仿真举例 习题 第6章计算机控制系统的离散化设计方法及仿真 6.1 z平面根轨迹设计 6.1.1 s平面和z平面之间的映射关系 6.1.2 系统动态指标和z域零极点的关系 6.1.3 z平面根轨迹的绘制法 6.1.4 计算机控制系统的根轨迹设计方法及仿真 6.2 频率域设计方法 6.2.1 w变换和w变换 6.2.2 w变换的特性 6.2.3 计算机控制系统的频率域设计方法及仿真 6.3 解析设计法 6.3.1 解析设计法的概念及步骤 6.3.2 最少拍系统设计原则 6.3.3 最少拍有波纹系统设计 6.3.4 最少拍无波纹系统设计 6.3.5 最少拍系统的改进设计——惯性因子法 6.3.6 复杂控制规律——纯滞后对象的控制 习题 附录常见系统的Z变换和广义Z变换 参考文献

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