物聯網控制基礎

《物聯網控制基礎》是2019年11月機械工業出版社出版的圖書，作者是彭力。

基本介紹

• 書名：物聯網控制基礎
• 作者：彭力
• ISBN：9787111456711
• 定價：32.0元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2019年11月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

本書將理論知識講解與工業套用分析相結合，讓學生掌握經典控制理論的時域、頻域分析法；了解線性系統的狀態空間表達，Lyapunov穩定性分析方法；掌握計算機控制系統中的常規及複雜控制技術；在了解物聯網關鍵技術的基礎上，學習控制技術在物聯網中的套用。通過本書的學習，學生獲得自動控制的基本原理、基本知識和基本分析方法，正確理解和運用自動控制的相關理論，掌握一套比較完整的系統分析、設計和計算方法，並具備一定的實驗技能，不僅為後續課程的學習奠定基礎，而且直接為解決實際控制問題提供理論和方法。

圖書目錄

前言

緒論1

第1部分經典控制理論

第1章自動控制系統的基本概念13

11引言13

12開環控制系統與閉環控制系統14

121基本概念14

122自動控制系統結構框圖15

123開環控制系統與閉環控制

系統17

13對閉環控制系統的基本要求19

131基本概念19

132對控制系統的基本要求19

133自動控制系統的類型21

習題23

第2章自動控制系統的數學模型24

21數學模型及建模的基本概念24

211動態微分方程的編寫25

212非線性系統(數模)的線

性化27

213運動方程無量綱化27

214典型系統微分方程的列寫28

22傳遞函式29

23典型環節傳遞函式分析31

231比例環節(放大環節)32

232慣性環節32

233積分環節33

234微分環節34

235振盪環節35

236延遲環節36

24環節的連線方式36

241串聯36

242並聯37

243反饋37

習題39

第3章控制系統的時域分析40

31時域分析法介紹40

32時域性能指標40

321系統的動態和穩態性能指標41

322典型輸入信號41

323脈衝回響函式42

33一階系統的動態回響42

331單位階躍回響43

332單位斜坡回響43

333單位脈衝回響43

334單位階躍、單位斜坡、單位

脈衝回響的關係43

34二階系統的動態回響44

341二階系統的數學模型44

342欠阻尼情況下二階系統的動

態性能指標的計算47

343改善二階系統性能的措施49

35高階系統的動態回響和簡化分析49

36自動控制系統的穩定性分析及代數

判據50

361穩定性的基本概念50

362控制系統穩定的充分必要條件50

363系統穩定性代數判據51

37控制系統的穩態誤差分析56

371系統穩態誤差的概念56

372控制系統按開環結構中積分

環節數分類59

373給定值輸入下的穩態誤差

計算59

374擾動輸入下穩態誤差的計算63

習題64

第4章控制系統的頻域分析66

41頻率特性的基本概念66

411頻域分析法的基本思想66

412頻域分析法的特點66

413頻率特性的定義67

42頻率特性的表示方法68

421頻率特性的解析式方法68

422頻率特性的圖示方法69

43典型環節的頻率特性70

431比例環節70

432積分環節71

433微分環節72

434慣性環節73

435振盪環節74

436延時環節76

44控制系統的開環頻率特性77

441開環頻率特性的極坐標圖77

442開環頻率特性的對數頻率特

性圖78

45控制系統的穩定性分析79

451奈奎斯特判據的優點79

452奈奎斯特判據的理論依據79

453奈奎斯特判據80

454相對穩定性81

46頻域分析法中的系統性能指標83

461靜態性能指標在奈奎斯特曲線

或伯德曲線上的呈現形式83

462控制系統的動態頻域指標83

463頻域指標的計算83

習題87

第5章控制系統的校正方法88

51校正的基本概念88

511控制系統的校正及其思路88

512設計指標89

513控制系統設計的結構及特點89

514系統校正的方法90

52串聯校正典型環節特性91

521超前校正環節特性91

522滯後校正環節特性91

523滯後超前校正環節特性92

53用頻域法設計串聯校正環節92

531希望的開環頻率特性92

532串聯超前校正的一般步驟92

習題94

第2部分現代控制理論

第6章系統描述95

61狀態空間表達式95

611能控標準形96

612能觀測標準形97

613對角線標準形98

614Jordan標準形98

62線性時不變系統的特徵結構99

621系統矩陣A的特徵值99

622n維系統矩陣的對角線化100

623特徵值的不變性102

624狀態變數組的非唯一性102

63系統模型之間的相互變換103

631傳遞函式系統的狀態空間表

達式103

632由狀態空間表達式到傳遞函

數的變換104

習題106

第7章線性多變數系統的運動

分析108

71線性系統狀態方程的解108

72狀態轉移矩陣的性質109

73向量矩陣分析中的若干結果110

731凱萊哈密爾頓定理110

732最小多項式111

74矩陣指數函式eAt的計算111

741方法一：直接計算法(矩陣

指數函式)112

742方法二：對角線標準形與

Jordan標準形法112

743方法三：拉氏變換法113

744方法四：化eAt為A的有限

項法114

習題116

第8章Lyapunov穩定性分析117

81引言117

82Lyapunov意義下的穩定性問題117

821平衡狀態、給定運動與擾動

方程的原點118

822Lyapunov意義下的穩定性

定義118

823預備知識120

83Lyapunov穩定性理論122

831Lyapunov第一法122

832Lyapunov第二法123

833線性系統的穩定性與非線性

系統的穩定性比較126

84線性定常系統的Lyapunov穩定性

分析126

習題130

第9章線性多變數系統的綜合

與設計132

91引言132

911問題的提法132

912性能指標的類型133

913研究綜合問題的主要內容133

914工程實現中的一些理論問題134

92極點配置問題134

921問題的提法134

922可配置條件135

923極點配置的算法138

924低階系統的極點配置問題139

習題139

第3部分計算機控制系統

第10章計算機控制系統概述140

101計算機控制系統的組成140

102計算機控制系統的特點141

103計算機控制系統的典型形式142

104計算機控制系統的發展方式144

習題144

第11章常規及複雜控制技術145

111數字控制器的連續化設計技術145

112PID控制148

1121PID控制算法148

1122數字PID控制算法的改進150

1123數字PID控制參數整定153

113純滯後系統控制155

1131大林算法156

1132史密斯預估算法158

114最少拍控制1601141史密斯預估算法160

1142最少拍控制器設計161

1143最少拍無紋波控制163

習題163

第12章分散性測控網路技術165

121分散控制系統165

122現場匯流排控制系統167

123計算機集成製造系統167

習題170

第13章計算機控制系統的設計

與實施171

131計算機控制系統的設計

原則171

132計算機控制系統的設計

步驟173

習題175

第4部分無線感測器網路中的控制技術

第14章無線感測器網路中的

控制技術176

141無線感測器網路概述176

1411無線感測器網路體系結構176

1412無線感測器網路的特徵177

142無線感測器網路中的路由控制

技術178

1421路由協定的分類179

1422能量感知路由協定180

1423基於查詢的路由協定181

1424地理位置路由184

1425基於服務質量的路由協定186

143無線感測器網路的鏈路層技術188

1431無線感測器網路MAC協定188

1432基於時分復用的MAC協定193

144定位跟蹤控制技術195

1441定位技術概述195

1442節點位置計算的常見方法195

1443定位算法分類197

145目標跟蹤控制208

146覆蓋控制212

1461虛擬勢場力方法213

1462粒子群方法214

147移動感測網動態建模和控制

技術218

習題221

第5部分網路控制系統

第15章網路控制系統222

151網路控制系統概述222

152網路控制系統概念和結構223

153網路控制系統的時序226

1531採樣速率分析226

1532延遲與抖動分析226

1533NCSs的節點驅動方式226

154網路控制系統模型227

1541NCSs中的基本假設227

1542連續系統模型227

1543離散系統模型228

1544混合系統模型231

1545有數據包丟失時NCSs的

模型231

1546時滯系統模型232

1547其他模型232

155通信約束下的網路控制系統穩

定性分析233

1551網路控制系統穩定的通信

約束233

1552量化反饋系統的穩定性分析233

1553基於狀態觀測的量化反饋穩

定性分析236

156網路控制系統控制器設計238

1561控制器設計方法238

1562隨機最優控制技術238

1563增廣確定控制技術239

1564基於QoS的控制方法240

1565魯棒控制方法240

1566其他控制方法241

習題241

參考文獻242