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、實現(xiàn)與應(yīng)用 【美】白英 【美】茲維 S.羅斯
定 價：98 元
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- 作者：【美】白英 【美】茲維 S.羅斯
- 出版時間：2024/7/1
- ISBN：9787111751397
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP368.1
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書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、微控制器評估板、外圍設(shè)備和接口，以及針對閉環(huán)控制系統(tǒng)開發(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，展示了運用MATLAB Simulink進行相關(guān)仿真的研究成果。此外，本書附錄提供了一套完整的說明和指導(dǎo)，可以幫助讀者輕松快速地下載并安裝開發(fā)工具和工具包。
本書系統(tǒng)性強、內(nèi)容翔實、案例豐富，編排結(jié)構(gòu)適于教學使用，可供高等院校自動化類、電氣信息類、電子信息類和計算機類等相關(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。
本書遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學生學習規(guī)律編寫而成。踐行四新理念，融入思政元素，注重理論與實踐相結(jié)合。
先進工業(yè)控制叢書旨在為工程環(huán)境中控制技術(shù)的應(yīng)用提供最新的先進控制理論。該叢書已供世界各國工程師、研究人員使用，并于各國圖書館收藏。
本系列叢書促進了學術(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控制方法，并說明了如何在試驗裝置或?qū)嶋H的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用這些理論方法。叢書根據(jù)所使用的理論類型和案例的應(yīng)用類型來分類。值得注意的是，叢書所指的“工業(yè)”是指廣義工業(yè)，也就是說本系列叢書不僅適用于工業(yè)工廠中使用的工藝，還適用于航空電子設(shè)備、汽車制動系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)等。此外，本系列叢書中還補充了通信和控制工程的理論和更多數(shù)學方法。
高等院校教師
目錄
譯者序
先進工業(yè)控制叢書主編簡介
先進工業(yè)控制叢書簡介
原叢書前言
原書序
致謝
作者簡介
商標和版權(quán)
第1章緒論
1.1TM4C123GH6PM微控制器開發(fā)工具和工具包
1.2本書的主要特點
1.3本書的適用人群
1.4本書的主要內(nèi)容
1.5本書的結(jié)構(gòu)及使用建議
1.6源代碼和示例項目的使用方法
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拉普拉斯變換簡介
2.5傳遞函數(shù)和控制框圖
2.6極點和零點
2.7線性時不變控制系統(tǒng)
2.7.1時不變系統(tǒng)
2.7.2線性系統(tǒng)
2.8非線性時變控制系統(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)
課后習題
第3章TivaTM C系列LaunchPadTM——TM4C123GXL簡介
3.1引言
3.2硬件包簡介
3.2.1TM4C123GH6PM微控制器概述
3.2.2TivaTM C系列LaunchPadTM TM4C123GXL評估板
3.2.3EduBASE ARM Trainer簡介
3.2.4其他相關(guān)外圍設(shè)備和接口簡介
3.3軟件包簡介
3.3.1ARM微控制器開發(fā)套件概述
3.3.2下載并安裝開發(fā)套件和指定固件
3.3.3集成開發(fā)環(huán)境KeilMDK簡介
3.3.4C系列TivaWareTM軟件包簡介
3.3.5TivaTM C系列LaunchPadTM調(diào)試適配器及其驅(qū)動程序
3.4使用Keil MDK-ARM μVision5 IDE構(gòu)建基本項目的開發(fā)步驟
3.5本章小結(jié)
課后習題
第4章系統(tǒng)數(shù)學模型和模型識別
4.1引言
4.2常見系統(tǒng)的數(shù)學模型
4.2.1機械傳動系統(tǒng)的模型
4.2.2電路系統(tǒng)的模型
4.2.3機電系統(tǒng)的模型
4.3極點與階躍響應(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)模型識別
4.6MATLABSystem Identification ToolBoxTM簡介
4.6.1過程模型
4.6.2系統(tǒng)識別工具(GUI)
4.6.3非線性ARX模型
4.7案例研究：識別直流電動機Mitsumi 448 PPR
4.7.1Mitsumi 448 PPR電動機和旋轉(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校準旋轉(zhuǎn)編碼器識別反饋通道
4.7.5識別目標直流電動機的動態(tài)模型
4.8本章小結(jié)
課后習題和實驗
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)簡介
5.2根軌跡法設(shè)計PID控制器
5.2.1根軌跡法簡介
5.2.2繪制根軌跡
5.2.3根軌跡法設(shè)計補償器的一般注意事項
5.2.4根軌跡法設(shè)計的相位超前補償器
5.2.5根軌跡法設(shè)計的相位滯后補償器
5.2.6根軌跡法設(shè)計補償器的計算機輔助方法
5.3頻率響應(yīng)法設(shè)計PID控制器
5.3.1頻率響應(yīng)法的主要特點
5.3.2伯德圖法設(shè)計補償器的一般注意事項
5.3.3伯德圖法設(shè)計相位超前補償器
5.3.4伯德圖法設(shè)計相位滯后補償器
5.3.5伯德圖法設(shè)計PID控制器
5.3.6伯德圖法設(shè)計補償器的計算機輔助方法
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
5.4.4極點配置控制律設(shè)計
5.4.5估計器設(shè)計
5.4.6結(jié)合補償進行控制和估計
5.4.7引入?yún)⒖驾斎?br>5.4.8積分控制
5.4.9可控性和可觀測性
5.4.10使用狀態(tài)反饋控制進行極點配置
5.5案例研究：設(shè)計和構(gòu)建直流電動機系統(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)
課后習題和實驗
第6章實用非線性控制系統(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：飛機著陸建模與控制
6.2非線性系統(tǒng)分析的MATLAB Simulink高級應(yīng)用
6.2.1兩種群生長模型的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-胰島素動力學
6.4基于繼電器的簡單控制系統(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——滑動現(xiàn)象
6.4.3最小時間繼電器控制——砰砰控制
6.5滑模控制
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
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)計函數(shù)
6.7本章小結(jié)
課后習題
參考文獻
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現(xiàn)模糊邏輯控制
7.8.1FLTGUIT在直流電動機系統(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實驗研究
7.12本章小結(jié)
課后習題和實驗
第8章TM4C123G MCU系統(tǒng)的模糊邏輯控制器設(shè)計
8.1引言
8.2模糊邏輯閉環(huán)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
8.2.1模糊化過程
8.2.2控制規(guī)則設(shè)計
8.2.3去模糊化過程
8.3模糊邏輯控制器在直流電動機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
8.4案例研究：構(gòu)建模糊邏輯控制項目FZControl
8.5利用在線模糊推理系統(tǒng)獲取實時模糊控制輸出
8.5.1生成Visual C++界面項目訪問MATLAB FIS
8.5.2生成完整項目獲取在線模糊輸出
8.6本章小結(jié)
實驗
第9章區(qū)間二型模糊邏輯控制器
9.1一型和區(qū)間二型模糊集合簡介
9.2區(qū)間二型模糊集合運算
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)計和構(gòu)建直流電動機系統(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正常時滯系統(tǒng)的仿真研究比較
9.8.2長時滯系統(tǒng)的仿真研究比較
9.8.3隨機噪聲系統(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)
實驗
參考文獻
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
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