基于微控制器的經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制技術(shù)——設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用 【美】白英 【美】茲維 S.羅斯
定 價(jià)：98 元
- 作者：【美】白英 【美】茲維 S.羅斯
- 出版時(shí)間：2024/7/1
- ISBN：9787111751397
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP368.1
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開(kāi)本：16開(kāi)
本書(shū)介紹了基于微控制器的經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制技術(shù)，包括PID控制、一型模糊邏輯控制和區(qū)間二型模糊邏輯控制。全書(shū)共9章，第1章為緒論；第2、4～7章介紹了不同領(lǐng)域中應(yīng)用的經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制技術(shù)；第3、8、9章介紹了特定的微控制器、微控制器評(píng)估板、外圍設(shè)備和接口，以及針對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和構(gòu)建的專業(yè)控制程序軟件包。借助應(yīng)用案例，本書(shū)分析了各種MATLAB控制工具箱及相關(guān)的控制函數(shù)和工具的使用特點(diǎn)，展示了運(yùn)用MATLAB Simulink進(jìn)行相關(guān)仿真的研究成果。此外，本書(shū)附錄提供了一套完整的說(shuō)明和指導(dǎo)，可以幫助讀者輕松快速地下載并安裝開(kāi)發(fā)工具和工具包。
本書(shū)系統(tǒng)性強(qiáng)、內(nèi)容翔實(shí)、案例豐富，編排結(jié)構(gòu)適于教學(xué)使用，可供高等院校自動(dòng)化類、電氣信息類、電子信息類和計(jì)算機(jī)類等相關(guān)專業(yè)以及“新工科”專業(yè)的本科生、研究生和教師使用，還可供控制編程人員、軟件工程師和科研工作者參考。
本書(shū)遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律編寫(xiě)而成。踐行四新理念，融入思政元素，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。
先進(jìn)工業(yè)控制叢書(shū)旨在為工程環(huán)境中控制技術(shù)的應(yīng)用提供最新的先進(jìn)控制理論。該叢書(shū)已供世界各國(guó)工程師、研究人員使用，并于各國(guó)圖書(shū)館收藏。
本系列叢書(shū)促進(jìn)了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界之間的信息交流，從理論層面論證了最新的先進(jìn)控制方法，并說(shuō)明了如何在試驗(yàn)裝置或?qū)嶋H的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用這些理論方法。叢書(shū)根據(jù)所使用的理論類型和案例的應(yīng)用類型來(lái)分類。值得注意的是，叢書(shū)所指的“工業(yè)”是指廣義工業(yè)，也就是說(shuō)本系列叢書(shū)不僅適用于工業(yè)工廠中使用的工藝，還適用于航空電子設(shè)備、汽車制動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)等。此外，本系列叢書(shū)中還補(bǔ)充了通信和控制工程的理論和更多數(shù)學(xué)方法。
高等院校教師
目錄
譯者序
先進(jìn)工業(yè)控制叢書(shū)主編簡(jiǎn)介
先進(jìn)工業(yè)控制叢書(shū)簡(jiǎn)介
原叢書(shū)前言
原書(shū)序
致謝
作者簡(jiǎn)介
商標(biāo)和版權(quán)
第1章緒論
1.1TM4C123GH6PM微控制器開(kāi)發(fā)工具和工具包
1.2本書(shū)的主要特點(diǎn)
1.3本書(shū)的適用人群
1.4本書(shū)的主要內(nèi)容
1.5本書(shū)的結(jié)構(gòu)及使用建議
1.6源代碼和示例項(xiàng)目的使用方法
1.7讀者支持
第2章控制系統(tǒng)基本原理
2.1引言
2.2開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)
2.3閉環(huán)(反饋)控制系統(tǒng)
2.4拉普拉斯變換簡(jiǎn)介
2.5傳遞函數(shù)和控制框圖
2.6極點(diǎn)和零點(diǎn)
2.7線性時(shí)不變控制系統(tǒng)
2.7.1時(shí)不變系統(tǒng)
2.7.2線性系統(tǒng)
2.8非線性時(shí)變控制系統(tǒng)
2.9連續(xù)控制系統(tǒng)
2.10離散和數(shù)字控制系統(tǒng)
2.11本章小結(jié)
課后習(xí)題
第3章TivaTM C系列LaunchPadTM——TM4C123GXL簡(jiǎn)介
3.1引言
3.2硬件包簡(jiǎn)介
3.2.1TM4C123GH6PM微控制器概述
3.2.2TivaTM C系列LaunchPadTM TM4C123GXL評(píng)估板
3.2.3EduBASE ARM Trainer簡(jiǎn)介
3.2.4其他相關(guān)外圍設(shè)備和接口簡(jiǎn)介
3.3軟件包簡(jiǎn)介
3.3.1ARM微控制器開(kāi)發(fā)套件概述
3.3.2下載并安裝開(kāi)發(fā)套件和指定固件
3.3.3集成開(kāi)發(fā)環(huán)境KeilMDK簡(jiǎn)介
3.3.4C系列TivaWareTM軟件包簡(jiǎn)介
3.3.5TivaTM C系列LaunchPadTM調(diào)試適配器及其驅(qū)動(dòng)程序
3.4使用Keil MDK-ARM μVision5 IDE構(gòu)建基本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)步驟
3.5本章小結(jié)
課后習(xí)題
第4章系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和模型識(shí)別
4.1引言
4.2常見(jiàn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
4.2.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的模型
4.2.2電路系統(tǒng)的模型
4.2.3機(jī)電系統(tǒng)的模型
4.3極點(diǎn)與階躍響應(yīng)的關(guān)系
4.4系統(tǒng)模型的主要特性
4.4.1終值定理
4.4.2穩(wěn)態(tài)誤差
4.4.3穩(wěn)定性
4.4.4物理系統(tǒng)的線性近似
4.4.5系統(tǒng)模型使用的主要MATLAB函數(shù)
4.5系統(tǒng)模型識(shí)別
4.6MATLABSystem Identification ToolBoxTM簡(jiǎn)介
4.6.1過(guò)程模型
4.6.2系統(tǒng)識(shí)別工具(GUI)
4.6.3非線性ARX模型
4.7案例研究：識(shí)別直流電動(dòng)機(jī)Mitsumi 448 PPR
4.7.1Mitsumi 448 PPR電動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)編碼器
4.7.2TM4C123GH6PM中的QEI模塊和寄存器
4.7.3TM4C123GH6PM中的PWM模塊
4.7.4校準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)編碼器識(shí)別反饋通道
4.7.5識(shí)別目標(biāo)直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)模型
4.8本章小結(jié)
課后習(xí)題和實(shí)驗(yàn)
第5章經(jīng)典線性控制系統(tǒng)——PID控制系統(tǒng)
5.1PID控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
5.2根軌跡法設(shè)計(jì)PID控制器
5.2.1根軌跡法簡(jiǎn)介
5.2.2繪制根軌跡
5.2.3根軌跡法設(shè)計(jì)補(bǔ)償器的一般注意事項(xiàng)
5.2.4根軌跡法設(shè)計(jì)的相位超前補(bǔ)償器
5.2.5根軌跡法設(shè)計(jì)的相位滯后補(bǔ)償器
5.2.6根軌跡法設(shè)計(jì)補(bǔ)償器的計(jì)算機(jī)輔助方法
5.3頻率響應(yīng)法設(shè)計(jì)PID控制器
5.3.1頻率響應(yīng)法的主要特點(diǎn)
5.3.2伯德圖法設(shè)計(jì)補(bǔ)償器的一般注意事項(xiàng)
5.3.3伯德圖法設(shè)計(jì)相位超前補(bǔ)償器
5.3.4伯德圖法設(shè)計(jì)相位滯后補(bǔ)償器
5.3.5伯德圖法設(shè)計(jì)PID控制器
5.3.6伯德圖法設(shè)計(jì)補(bǔ)償器的計(jì)算機(jī)輔助方法
5.3.7奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5.4狀態(tài)空間法設(shè)計(jì)PID控制器
5.4.1狀態(tài)空間變量
5.4.2狀態(tài)空間中的系統(tǒng)傳遞函數(shù)和特征值
5.4.3框圖和狀態(tài)空間設(shè)計(jì)
5.4.4極點(diǎn)配置控制律設(shè)計(jì)
5.4.5估計(jì)器設(shè)計(jì)
5.4.6結(jié)合補(bǔ)償進(jìn)行控制和估計(jì)
5.4.7引入?yún)⒖驾斎?br>5.4.8積分控制
5.4.9可控性和可觀測(cè)性
5.4.10使用狀態(tài)反饋控制進(jìn)行極點(diǎn)配置
5.5案例研究：設(shè)計(jì)和構(gòu)建直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)PID控制器
5.5.1連續(xù)和離散的PID閉環(huán)控制系統(tǒng)
5.5.2構(gòu)建PID控制器控制軟件
5.6本章小結(jié)
課后習(xí)題和實(shí)驗(yàn)
第6章實(shí)用非線性控制系統(tǒng)
6.1非線性系統(tǒng)分析的MATLAB Simulink仿真基礎(chǔ)
6.1.1單擺的Simulink模型
6.1.2主從式視距跟蹤的Simulink模型
6.1.3案例研究：飛機(jī)著陸建模與控制
6.2非線性系統(tǒng)分析的MATLAB Simulink高級(jí)應(yīng)用
6.2.1兩種群生長(zhǎng)模型的Simulink模型批量仿真
6.2.2案例研究：傳染病傳播的參數(shù)辨識(shí)和免疫控制策略的制定
6.3控制系統(tǒng)在環(huán)仿真案例：葡萄糖-胰島素動(dòng)力學(xué)
6.4基于繼電器的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)
6.4.1不采用繼電器控制的方式
6.4.2位置和速度反饋的繼電器控制——滑動(dòng)現(xiàn)象
6.4.3最小時(shí)間繼電器控制——砰砰控制
6.5滑�？刂�
6.5.1具有建模不確定性的一階系統(tǒng)跟蹤控制
6.5.2超越一階系統(tǒng)的滑�？刂�
6.6基于李雅普諾夫函數(shù)綜合的控制設(shè)計(jì)
6.6.1李雅普諾夫穩(wěn)定性理論綜述
6.6.2基于李雅普諾夫綜合理論的控制設(shè)計(jì)函數(shù)
6.7本章小結(jié)
課后習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第7章模糊邏輯控制系統(tǒng)
7.1模糊邏輯控制技術(shù)
7.2模糊集合
7.2.1典型集合及其運(yùn)算
7.2.2典型集合到函數(shù)的映射
7.2.3模糊集合及其運(yùn)算
7.2.4典型集合與模糊集合的比較
7.3模糊化與隸屬函數(shù)
7.4模糊控制規(guī)則
7.4.1模糊映射規(guī)則
7.4.2模糊隱含規(guī)則
7.5去模糊化和查找表
7.5.1最大值平均值(MOM)法
7.5.2重心(COG)法
7.5.3高度法(HM)
7.5.4查找表
7.5.5離線與在線去模糊化
7.6模糊邏輯控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
7.6.1模糊比例微分(PD)控制器
7.6.2模糊比例積分(PI)控制器
7.7MATLAB模糊邏輯工具箱簡(jiǎn)介
7.7.1模糊推理函數(shù)
7.7.2模糊邏輯工具箱圖形用戶界面工具(FLTGUIT)
7.8用模糊邏輯工具箱實(shí)現(xiàn)模糊邏輯控制
7.8.1FLTGUIT在直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用
7.8.2模糊函數(shù)模糊邏輯控制的應(yīng)用
7.9模糊邏輯控制器的調(diào)諧
7.10用Simulink實(shí)現(xiàn)模糊邏輯控制
7.11PID控制器與模糊邏輯控制器的比較
7.11.1仿真研究
7.11.2實(shí)驗(yàn)研究
7.12本章小結(jié)
課后習(xí)題和實(shí)驗(yàn)
第8章TM4C123G MCU系統(tǒng)的模糊邏輯控制器設(shè)計(jì)
8.1引言
8.2模糊邏輯閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
8.2.1模糊化過(guò)程
8.2.2控制規(guī)則設(shè)計(jì)
8.2.3去模糊化過(guò)程
8.3模糊邏輯控制器在直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
8.4案例研究：構(gòu)建模糊邏輯控制項(xiàng)目FZControl
8.5利用在線模糊推理系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)模糊控制輸出
8.5.1生成Visual C++界面項(xiàng)目訪問(wèn)MATLAB FIS
8.5.2生成完整項(xiàng)目獲取在線模糊輸出
8.6本章小結(jié)
實(shí)驗(yàn)
第9章區(qū)間二型模糊邏輯控制器
9.1一型和區(qū)間二型模糊集合簡(jiǎn)介
9.2區(qū)間二型模糊集合運(yùn)算
9.3區(qū)間二型模糊邏輯系統(tǒng)
9.4Karnik-Mendel(KM)算法
9.5區(qū)間二型模糊邏輯系統(tǒng)示例
9.6設(shè)計(jì)和構(gòu)建直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的區(qū)間二型模糊邏輯控制器
9.7區(qū)間二型模糊邏輯控制系統(tǒng)的仿真研究
9.7.1創(chuàng)建FIS——IT2FL_LTS仿真框圖模型
9.7.2IT2FL_LTS模型的仿真結(jié)果
9.8PID、一型模糊邏輯控制和區(qū)間二型模糊邏輯控制間的比較
9.8.1正常時(shí)滯系統(tǒng)的仿真研究比較
9.8.2長(zhǎng)時(shí)滯系統(tǒng)的仿真研究比較
9.8.3隨機(jī)噪聲系統(tǒng)的仿真研究比較
9.8.4模型不確定系統(tǒng)的仿真研究比較
9.9本章小結(jié)
實(shí)驗(yàn)
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A下載并安裝Keil MDK-ARM μVision 5.24a
附錄B下載并安裝TivaWare SW-EK-TM4C123GXL軟件包
附錄C下載并安裝Stellaris ICDI和設(shè)置虛擬COM端口
書(shū)單推薦
