基本介紹
內容簡介
本書結合計算機控制系統設計實例，從實際套用的角度對國內外控制系統中最具代表性的硬體（如工業控制計算機、DSP、PC/104等）和軟體開發工具（如VC++、CCS、MATLAB等）進行了詳細介紹，並對系統建模、控制算法設計及其硬體、實現方法等控制系統設計的關鍵問題進行了系統地探討。本書可作為相關專業的高年級本科生和研究生的教材使用，也可供從事自動化、機械、電氣、測量儀表等相關領域的研究人員和技術人員閱讀參考。
作者簡介
王東雲，教授，碩士生導師，1997年獲南京航空航天大學機電自動化專業博士學位。2003年12月-2004年11月國家留學基金委公派加拿大維多利亞大學訪問學者。1990年7月加入中原工學院電子信息學院工作，任電子信息學院院長。省級重點學科控制理論與控制工程學科帶頭人，先後承擔或參加國家自然科學基金、河南省重點攻關項目、河南省自然科學基金項目等科研項目10項。2008年獲“河南省高校創新人才資助計畫”支持。其中：《高檔棉織物的開發》獲河南省科技進步二等獎。近年來共發表論文共23篇，其中被SCI、EI收錄13篇，在專業核心期刊上發表20篇。
圖書目錄
第一章概論
1.1控制理論在工程中的發展
1.1.1經典控制算法
1.1.2現代控制理論
1.1.3智慧型控制理論
1.2控制系統相關概念
1.2.1控制系統結構及基本組成
1.2.2控制系統設計要求
1.3課程主要內容
第二章工業控制常用軟硬體及其套用
2.1PC104與C語言
2.1.1PC104匯流排與PC104主機板
2.1.2PC/104匯流排結構的功能拓展模組
2.1.3作業系統
2.14C語言與TurboC編譯環境
2.1.5基於C語言的PC/104應用程式設計
2.1.6套用實例
2.2工業控制計算機及VC++
2.2.1工控機與數據採集卡
2.2.2C++語言與VC++集成開發環境
2.2.3套用實例
2.3DSP2812與CCS
2.3.1DSP概述
2.3.2CCS軟體
2.3.3套用實例
2.4MATLAB/Simulink
2.4.1MATLAB基礎知識
2.4.2MATLAB與自動控制
2.4.3simulink與控制系統仿真
2.4.4套用實例
2.5RTW與控制系統開發
2.5.1RTW簡介
2.5.2RTW基本概念及工作流程
2.5.3RTW的安裝與設定
2.5.4RTW與xPC目標環境
2.5.5RTW與CCS
第三章直流電機控制系統設計
3.1直流電機控制實驗系統概述
3.2直流電機及其數學模型
3.2.1直流電機對象
3.2.2電機對象的數學模型
3.3直流電機速度控制器設計及驗證
3.3.1PID控制器概述
3.3.2PID控制器設計及驗證
3.4直流電機位置控制器設計及驗證
3.41根軌跡法及驗證
3.4.2PV控制器設計及驗證
3.4.3頻率校正控制器設計及驗證
第四章倒立擺控制系統設計研究
4.1倒立擺控制系統概述
4.2直線一級倒立擺平衡控制
4.21直線一級倒立擺建模
4.2.2基於極點配置的倒立擺狀態反饋控制器設計
4.2.3倒立擺狀態反饋控制器驗證
4.3環形二級倒立擺平衡控制
4.3.1環形二級倒立擺的物理模型
4.3.2LQR控制算法
4.3.3環形二級倒立擺的LQR控制器設計及驗證
第五章DCS控制系統設計
5.1DCS的體系結構
5.2幾種典型的DCS簡介
5.3HOLLiASMACS在催化裂化聯合裝置的套用
5.4PCS7在鍋爐系統換熱器溫度控制中的套用
序言
隨著現代化工業生產過程複雜性和集成度的提高，自動控制已經發展到了一個嶄新的階段,越來越多性能優異的軟體和硬體系統湧現出來。熟練掌握這些控制系統相關的軟體硬體及先進的控制算法是實現控制系統設計、完成複雜對象控制的核心。對於計算機控制系統的學習者和工程技術人員，如何綜合套用自動控制理論、計算機軟硬體、生產過程等多方面知識，來設計和開發滿足工程實際需要的計算機過程控制系統仍然是一個急需解決的問題。本書立足於實用性、先進性，在簡要介紹基本理論的基礎上，通過多個具體的計算機控制系統的設計和具體實現的實例，詳細介紹了如何將自動控制理論、計算機技術、半實物仿真技術等知識融匯到控制系統的設計中。其中本書用了一章的篇幅，詳細介紹了半實物仿真平台的原理、構建方法和仿真實例，這是本書的亮點。
全書共分六章。第一章為概論，介紹了經典控制理論、現代控制理論和智慧型控制理論在工程中的發展套用情況。第二章為工業控制常用軟硬體及其套用，介紹了一些常用軟體的編寫方法及其與硬體的接口（包括：PC104與C、工業控制計算機及VC++、DSP2812與CCS、MATLAB/Simulink、RTW與控制系統開發）和一些具體實例。第三章為直流電機控制系統設計，詳細介紹了直流電機控制系統具體設計和實現過程。第四章為倒立擺控制系統設計研究，分別研究了直線一級倒立擺和環形二級倒立擺的平衡控制。第五章為DCS控制系統設計，對DCS的體系結構和幾種典型的DCS做了簡要介紹，並對HOLLiAS DCS在催化裂化聯合裝置和PCS7在鍋爐控制系統中的套用做了介紹。
本書由王東雲、王海泉、王璦琿主編。王東雲主審，並制定編寫大綱、修改書稿，負責統稿、定稿工作。第一章由王東雲編寫；第二章由王海泉編寫；第三章由王海泉、王璦琿編寫；第四章由王璦琿、歐陽玲編寫；第五章由王璦琿、溫盛軍編寫。
由於編者水平有限，書中難免出現錯誤和不妥之處，敬請廣大讀者不吝指正。本書不僅可作為工程技術人員在實際工程設計中的參考書，還可以作為自動化專業高年級學生和研究生學習教材。
本書受到中原工學院學術專著出版基金的資助。在此表示感謝！
