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編輯推薦： 本书的特色和突破之一是在编写时注重针对机械类专业本科生对“机电系统计算机控制”课程的学习需求，内容深入浅出，不仅涵盖机电系统计算机控制技术的基本理论，而且重点关注实际应用中的技术问题和解决方案。 本书的另一个特色和突破在于突破传统教材的内容体系，更加注重学生实践能力和专业素质的培养。本书重点关注机电系统计算机控制技术的实际应用，并提供相应的习题。通过现场参观学习、上机实验等实践环节，学生可以更加深入地了解机电系统计算机控制技术的实际应用，培养实践能力和专业素质。 本书特别关注近年来新兴起的技术内容，如深度学习、强化学习等技术以及它们在机电系统计算机控制中的应用，本书将介绍这些新兴技术的基本原理和应用场景，以帮助学生对机电系统计算机控制领域的新兴技术有更好的了解，培养学生对科技发展的兴趣与关注。 內容簡介： 本书系统地阐述了计算机控制系统的分析方法、设计方法及工程实际的应用。本书共10章，内容包括绪论、信号处理与Z变换理论、计算机控制系统特性分析、数字控制器的模拟设计方法、数字控制器的直接设计方法、复杂计算机控制算法、计算机控制系统的硬件设计、计算机控制系统的应用软件设计、计算机控制系统的抗干扰技术、工程实例分析。本书注重理论与实际相结合、软件与硬件相结合，同时注重培养学生解决常见工程问题的能力。为了便于教学和自学，本书配有不同类型的习题。 本书适合作为普通高等院校机械类、自动化类、计算机类及电子信息类专业“机电系统计算机控制”“计算机控制技术”等课程教材，也可作为高职高专等相关专业课程教材，还可供相关工程技术人员参考。 關於作者： 袁晓明，男，副教授，燕山大学机械工程学院机电控制工程系副主任。中国机械工程学会高级会员，苏北发展特聘专家，中国航空学会/航空机电、人体与环境工程分会青年工作委员会委员，中国机械工程学会流体传动与控制分会青年工作委员会委员。主讲《流体力学》、《液压与气压传动》和《机电系统计算机控制》三门课程，多次获得教学连优奖励，主持校级教学改革项目2项，院级教学改革项目1项。获2019年度燕山大学第六届青年教学标兵标号。主持国家自然科学基金青年科学基金1项、国家重点研发计划子课题2项、河北省自然科学基金面上和青年科学基金各1项、河北省军民结合产业发展专项基金1项、浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室开放基金课题1项。主持校企合作项目6项。以第一发明人授权国家发明专利9项，以第一作者发表卓越计划入选期刊论文3篇，SCI检索论文5篇。 目錄： 前言 第1章绪论1 11计算机控制系统概述1 111计算机控制系统的基本概念和组成1 112常用计算机控制系统主机功能与特点4 12计算机控制系统分类7 121操作指导控制系统7 122直接数字控制系统8 123监督计算机控制系统8 124分布式控制系统9 125现场总线控制系统10 126工业以太网控制系统10 127嵌入式控制系统11 13计算机控制系统的发展概况及计算机控制技术的发展趋势11 131计算机控制系统的发展概况11 132计算机控制技术的发展趋势14 14关于思政融于课程的探讨15 习题17 第2章信号处理与Z变换理论18 21计算机控制系统信号形式18 22信号采样与保持19 221采样过程19 222采样定理20 223保持器22 23Z变换与Z反变换24 231Z变换24 232Z变换基本定理28 233Z反变换32 24Z变换理论的应用34 241差分方程34 242脉冲传递函数37 习题40 第3章计算机控制系统特性分析42 31离散系统42 311采样控制系统43 312数字控制系统43 313计算机控制系统与采样控制系统的关系45 314离散控制系统的特点45 315离散系统的分类45 32采样控制系统稳定性分析46 321Z变换与拉普拉斯变换对比46 322s平面和z平面映射关系47 323离散系统稳定域48 324劳斯稳定判据在离散系统中的应用50 33计算机控制系统的动态响应分析54 331z平面上极点分布与单位脉冲响应的关系54 332用脉冲传递函数分析离散系统的动态特性57 34采样控制系统的稳态误差分析60 341Z变换终值定理法求稳态误差60 342典型输入信号作用下的稳态误差61 习题64 第4章数字控制器的模拟设计方法67 41PID控制规律的离散化方法67 411模拟PID控制器规律的离散化67 412PID控制规律的脉冲传递函数形式69 413数字PID控制器的工程实现70 42数字PID控制器的设计71 421PID调节器参数对控制系统性能的影响71 422按二阶工程设计法设计数字PID控制器74 43PID控制算法的改进77 431防止积分饱和的方法77 432微分项的改进80 44数字PID控制器的参数整定84 441采样周期的选择84 442试凑法整定参数85 443扩充临界比例度法整定参数86 444扩充响应曲线法整定参数87 45数字控制器的等价离散化设计88 451双线性变换法88 452零、极点匹配法90 46对数频率特性设计法91 习题95 第5章数字控制器的直接设计方法96 51最少拍计算机控制系统设计96 511最少拍控制系统数字控制器分析96 512最少拍控制器系统数字控制器设计100 52最少拍无波纹计算机控制系统设计106 521单位阶跃输入最少拍无波纹系统设计107 522单位速度输入最少拍无波纹系统设计107 523最少拍无波纹系统设计实例108 53大林算法115 531大林算法的基本形式115 532振铃现象及其消除方法117 533大林算法的设计步骤119 54数字控制器的实现方法121 541直接程序设计法121 542串行程序设计法122 543并行程序设计法123 544数字控制器的设计125 习题126 第6章复杂计算机控制算法129 61自抗扰控制技术129 611自抗扰控制理论概况129 612自抗扰控制的基本原理130 613自抗扰控制技术理论分析133 614自抗扰控制的算法改进134 615自抗扰技术的工程应用135 62机器学习技术135 621机器学习理论概况135 622机器学习的分类136 623机器学习常见算法138 624机器学习中的强化学习控制理论140 625机器学习的应用144 63模糊控制技术145 631模糊控制理论概况145 632模糊控制的理论基础146 633模糊控制的系统结构147 64计算机控制算法的工程实现149 641给定值处理150 642被控量处理150 643偏差处理151 644控制算法的计算152 645控制量处理152 646自动/手动切换153 习题154 第7章计算机控制系统的硬件设计155 71工业控制计算机的组成与特点155 711工业控制计算机的组成155 712工业控制计算机的特点156 72总线技术156 721内部总线157 722现场总线技术159 723外部总线162 73过程通道166 731过程通道概述166 732模拟量输入通道167 733模拟量输出通道169 734数字量输入通道171 735数字量输出通道172 736数据处理和数字滤波173 习题174 第8章计算机控制系统的应用软件设计176 81概述176 811计算机控制系统软件组成176 812计算机控制系统软件的开发工具177 813应用软件设计方法178 82计算机控制系统的数据处理181 821线性化处理181 822标度变换183 83数字滤波185 831程序判断滤波185 832中值滤波186 833算术平均值滤波186 834递推平均值滤波186 835加权递推平均值滤波187 836一阶惯性滤波188 837复合滤波189 84工业组态软件189 841MCGS组态软件的功能和特点189 842MCGS组态软件的系统构成190 843组建工程的过程192 习题194 第9章计算机控制系统的抗干扰技术195 91干扰的形成195 911干扰的来源195 912干扰的作用途径196 913干扰的作用形式196 92硬件抗干扰技术197 921过程通道的抗干扰技术197 922接地技术199 923电源系统的抗干扰技术201 924印制电路板抗干扰设计204 93软件抗干扰技术206 931数字量输入/输出通道的软件抗干扰技术206 932模拟量输入通道的采样数据的抗干扰技术207 933软件的冗余技术208 934程序运行失常的软件抗干扰技术209 习题210 第10章工程实例分析211 101电锅炉PID控制实例分析211 1011电锅炉控制原理212 1012电锅炉工作的温度特性212 1013电锅炉温度控制系统中控制算法的分析与研究213 1014PID控制算法及其仿真研究214 1015双闭环积分分离PID控制算法及其仿真研究215 1016变速积分PID控制算法及其仿真研究217 102自抗扰控制器电锅炉温度控制系统218 1021自抗扰控制器的设计219 1022仿真试验220 参考文献222 內容試閱： 近年来，随着工业40的发展，机电系统计算机控制技术已经成为工业自动化发展的重要支撑。在工业40时代，机电系统已经从简单的机械传动系统，转变为数字化、网络化、智能化的复杂系统。计算机控制技术在机电系统中的应用越来越广泛，涵盖了从传感器和执行器到控制器和网络通信等各个方面。 在工业40的推进过程中，机电系统计算机控制技术的应用也逐渐得到了广泛的关注和重视。在制造业转型升级的背景下，机电系统计算机控制技术已经成为实现智能制造的核心技术之一。因此，掌握机电系统计算机控制技术，已经成为现代工程人才不可或缺的能力。本书旨在为读者提供全面深入的理论知识和实践技能，帮助读者掌握机电系统计算机控制技术的近期新发展动态和应用趋势。 本书的特色和突破之一是在编写时注重针对机械类专业本科生对“机电系统计算机控制”课程的学习需求，内容深入浅出，不仅涵盖机电系统计算机控制技术的基本理论，而且重点关注实际应用中的技术问题和解决方案。 本书的另一个特色和突破在于突破传统教材的内容体系，更加注重学生实践能力和专业素质的培养。本书重点关注机电系统计算机控制技术的实际应用，并提供相应的习题。通过现场参观学习、上机实验等实践环节，学生可以更加深入地了解机电系统计算机控制技术的实际应用，培养实践能力和专业素质。 本书特别关注近年来新兴起的技术内容，如深度学习、强化学习等技术以及它们在机电系统计算机控制中的应用，本书将介绍这些新兴技术的基本原理和应用场景，以帮助学生对机电系统计算机控制领域的新兴技术有更好的了解，培养学生对科技发展的兴趣与关注。 本书共10章，第1章介绍计算机控制系统的特点、分类与发展；第2章介绍计算机控制系统的信号处理与Z变换理论；第3章研究计算机控制系统稳定性、动态响应、稳态误差分析；第4章介绍数字控制器的模拟设计方法；第5章介绍数字控制器的直接设计方法；第6章介绍自抗扰控制技术、机器学习技术、模糊控制技术等复杂计算机控制算法；第7章介绍计算机控制系统的组成与特点、总线技术、过程通道；第8章介绍计算机控制系统的应用软件设计；第9章介绍计算机控制系统的抗干扰技术；第10章以电锅炉温度控制系统作为工程实例，分析了PID控制与自抗扰控制两种设计方案。 本书由燕山大学袁晓明任主编并负责全书统稿，燕山大学宋闯、周庄丁、刘存飞、周航启、胡滨、张宗进、王煜、张睿聪参编。全书编写分工如下：袁晓明编写第1～5章，周庄丁编写第6章，周航启编写第7章，胡滨编写第8章，张宗进编写第9章，宋闯编写第10章，刘存飞编写习题，王煜、张睿聪参与绘图及校对工作。本书的编写参考了所列文献中的部分内容，在此谨向所有相关作者致以衷心的感谢。 最后，希望本书能够对学习本书的学生和相关工程技术人员有所帮助，让他们更好地掌握机电系统计算机控制技术的基本原理、应用场景和最新的技术趋势，为工业自动化的发展做出贡献。 由于编者水平有限，书中难免存在错误、疏漏及不足之处，恳请广大读者批评指正。 编者

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