雲控制與工業VR技術

《雲控制與工業VR技術》是2021年機械工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：雲控制與工業VR技術
• 作者：東北大學信息科學與工程學院 組編關守平 譚樹彬 
• 出版時間：2021年
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111683322

內容簡介

雲控制是計算機控制發展的*新階段。由於雲控制系統是在網路控制系統的基礎上形成的，因此本書首先介紹網路控制的基本理論，在此基礎上介紹雲計算技術和雲控制系統理論，包括雲控制系統結構、特性、建模和控制方法等。另一方面，虛擬現實（VR）技術是20世紀發展起來的一項全新的實用技術，也是目前的研究熱點之一。由於雲控制系統目前尚缺少套用實例，因此本書以基於VR技術構造的虛擬化工業裝置或過程為被控對象，詳細介紹了工業VR技術和設計實例，然後據此設計了一個基於工業VR對象的雲控制虛擬仿真實驗平台，作為研究雲控制理論的實驗環境。本書側重運用經典理論解決實際問題，每種技術配有設計實例，每章配有習題，方便讀者深入學習。

《雲控制與工業VR技術》可作為高等院校工業智慧型、自動化及相關專業本科生或控制工程及相關專業研究生的教材，也可供科研人員和工程技術人員參考。

圖書目錄

前言

第1章緒論

1.1計算機控制系統概述

1.1.1計算機控制系統基本概念

1.1.2計算機控制系統發展歷程

1.2網路控制系統基本概念

1.2.1網路控制系統定義與特點

1.2.2網路控制系統基本問題與研究內容

1.3雲控制系統基本概念

1.3.1雲控制系統定義與結構

1.3.2雲控制系統基本問題與研究內容

1.4工業VR技術基本概念

1.4.1工業VR定義與特點

1.4.2工業VR基本問題與研究內容

1.5習題

第2章網路控制基礎

2.1計算機網路基礎

2.1.1計算機網路概念

2.1.2網路體系結構與協定

2.1.3區域網路技術

2.1.4實時控制網路

2.2控制網路的動態服務性能

2.2.1信息傳遞的時序過程與時延構成

2.2.2動態服務性能的解析分析

2.3網路控制系統採樣周期的選擇

2.3.1採樣周期與控制性能的分析

2.3.2採樣周期的選取方法

2.4習題

第3章網路控制系統控制器設計

3.1網路服務質量對常規控制系統的影響

3.2常規PID控制器及其參數修正方法

3.2.1PID控制原理

3.2.2網路控制系統PID參數修正方法

3.3網路控制系統模糊自適應PI控制器

3.3.1模糊自適應PI網路控制器結構

3.3.2局部模糊自適應PI控制器

3.3.3全局模糊自適應PI控制器

3.4網路控制系統Smith預估控制

3.4.1Smith預估控制器原理

3.4.2網路控制系統基本Smith預估控制

3.4.3基本Smith預估控制——改進Ⅰ

3.4.4基本Smith預估控制——改進Ⅱ

3.5習題

第4章網路控制系統設計實例

4.1實驗系統總體結構

4.2實驗系統硬體組成

4.2.1嵌入式網路接口模組設計

4.2.2數據採集模組設計

4.2.3輸出控制模組設計

4.3實驗系統軟體

4.3.1下位機軟體系統

4.3.2上位機監控軟體系統

4.4實驗分析

4.4.1不同連線方式的實驗

4.4.2不同網路協定的實驗

4.4.3不同採樣頻率的實驗

4.5習題

第5章雲計算基礎

5.1雲計算基本概念

5.1.1雲計算定義與特點

5.1.2雲計算部署模型

5.1.3雲計算與大數據和物聯網

5.2雲計算服務模式及實現機制

5.2.1IaaS

5.2.2PaaS

5.2.3SaaS

5.2.4實現機制

5.3雲開發組件

5.3.1虛擬化組件

5.3.2雲管理工具

5.3.3交付系統

5.4Hadoop大數據處理平台

5.4.1分散式檔案系統HDFS

5.4.2分散式資料庫HBase

5.4.3分散式計算模型MapReduce

5.5習題

第6章雲控制系統性能分析與控制器設計

6.1雲控制系統不確定性分析

6.1.1雲端時延分析

6.1.2網路端時延分析

6.1.3雲控制系統時延模型

6.1.4雲端的丟包和數據攻擊

6.2極點配置雲控制器設計

6.2.1極點配置設計原理

6.2.2控制器設計與求解

6.2.3典型環節仿真

6.3基於李雅普諾夫穩定性的雲控制器設計

6.3.1李雅普諾夫穩定性原理

6.3.2控制器設計與LMI求解

6.3.3典型環節仿真

6.4考慮雲端不確定性的雲控制器設計

6.4.1不確定雲控制系統建模

6.4.2雲控制器的參數求解

6.4.3典型環節仿真

6.5習題

第7章雲控制系統設計實例

7.1雲控制系統總體結構

7.2雲控制系統實現

7.2.1終端系統硬體設計

7.2.2終端系統軟體設計

7.2.3無線網路系統設計

7.3雲端系統設計

7.3.1雲平台組建

7.3.2控制算法軟體

7.3.3資料庫設計

7.3.4管理軟體設計

7.4監控端系統設計

7.4.1PC監控端

7.4.2移動監控端

7.5系統運行情況分析

7.5.1添加控制區域

7.5.2添加區域設備

7.5.3添加設備綁定

7.5.4實際控制效果

7.6習題

第8章VR技術基礎

8.1VR基本概念

8.2VR關鍵技術

8.2.1動態環境建模技術

8.2.2實時三維圖形繪製技術

8.2.3觸摸和力量反饋技術

8.2.4自然互動技術

8.2.5碰撞檢測技術

8.3VR實物虛化和虛物實化

8.3.1實物虛化技術

8.3.2虛物實化技術

8.4VR人機互動設備

8.4.1數據手套

8.4.2數據衣

8.4.3三維控制器

8.4.4三維模型數位化儀

8.5VR發展過程中相互促進的關聯技術

8.6VR產品開發

8.6.1設計目標和原則

8.6.2VR開發流程

8.6.3VR內容製作方式

8.6.4互動功能開發

8.6.5VR開發引擎

8.7習題

第9章工業VR技術

9.1工業VR需求分析

9.1.1總體需求分析

9.1.2AGC系統功能需求分析

9.1.3AGC系統性能需求分析

9.2工業VR系統結構

9.2.1框架設計思想

9.2.2工業VR體系結構

9.3資料庫設計

9.3.1資料庫設計基本步驟

9.3.2資料庫設計原則及方法

9.3.3資料庫結構設計

9.4工業VR中模型庫建立

9.4.1虛擬對象建模

9.4.2虛擬對象模型庫建立

9.4.3虛擬對象模型顯示最佳化

9.5工業VR中仿真時間協調

9.5.1時間推進機制

9.5.2虛擬現實仿真時鐘

9.5.3系統運行時序

9.6工業VR中對象模型校核、驗證與驗收

9.6.1對象模型VV&A工作過程

9.6.2對象模型校核和驗證主要技術方法

9.7工業VR系統特性及建模方法

9.7.1動態系統特性

9.7.2工業VR系統數學建模

9.8數學模型到計算機模型轉化

9.8.1連續變數動態系統仿真器

9.8.2離散事件動態系統仿真器

9.8.3混合動態系統仿真器

9.9習題

第10章工業VR設計實例

10.1工業背景

10.1.1軋機彈跳方程

10.1.2人工壓零

10.1.3軋件塑性曲線

10.1.4測厚儀式AGC

10.1.5厚度波動的原因及變化規律

10.2厚度控制VR系統總體結構

10.2.1厚度控制VR系統功能劃分

10.2.2厚度控制VR系統結構組成

10.3控制算法設計與封裝

10.3.1控制模組

10.3.2創建動態程式庫檔案

10.4虛擬軋機系統數學建模

10.4.1APC閉環系統控制器模型

10.4.2伺服閥放大器模型

10.4.3伺服閥流量模型

10.4.4液壓缸流量模型

10.4.5液壓缸與負載之間的力平衡模型

10.4.6輥縫位置感測器

10.4.7液壓APC的動態模型

10.5厚度控制VR系統開發與實現

10.5.1軋制生產線漫遊

10.5.2連軋過程厚度控制虛擬實驗

10.6習題

第11章雲計算控制系統虛擬實驗室設計實例

11.1需求分析及建設目標

11.2系統總體結構與功能

11.2.1虛擬實驗室總體結構

11.2.2虛擬實驗室實現機制

11.2.3虛擬實驗室邏輯架構

11.2.4虛擬實驗室部署架構

11.2.5虛擬實驗室實時性設計

11.3系統網路設計

11.4資源管理工具設計

11.4.1部署模式

11.4.2虛擬化雲主機及其鏡像管理

11.4.3雲平台管理設計

11.4.4雲存儲網盤設計

11.5雲桌面設計

11.6教學互動系統設計

11.7系統資源規劃

11.8習題

參考文獻