可编程控制器原理及其在液压系统中的应用

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出版者:机械工业出版社
作者:周恩涛 编
出品人:
页数:185
译者:
出版时间:2003-1
价格:25.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111115984
丛书系列:
图书标签:
  • PLC
  • 液压系统
  • 可编程控制器
  • 自动化
  • 工业控制
  • 原理
  • 应用
  • 液压技术
  • 控制工程
  • 嵌入式系统
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具体描述

本书详细介绍了日本三菱公司生产的FX2系列可编程控制器(PLC)的工作原理和使用方法.全书共分7章,第1章介绍了液压控制系统的基本结构和特点。第2章主要介绍了PLC与液压控制系统之间的连接方式,并给出了常见的接口形式。第3章介绍了PLC的硬件配置和安装方法,以及各输入输出接点的物理性能。第4章讲述了PLC的各种编程软元件,包括输入输出点、计时器、计数器、状态元件、常数等等。本章还介绍了PLC的全部基本指令的形式、特点及使用方法。第5章介绍PLC的步进顺控指令,包括步进顺控指令的特点、应用方法等内容。第6章的主要内容是FX2系列PLC的功能指令。该章的篇幅较大,掌握该章的内容是熟练应用PLC的重点。第7章给出了一此实际应用实例,包括硬件设计、软件设计、编程技巧等内容。

本书的主要对象是那些初步涉及PLC的科技人员或大地心院校非自控专业的学生,因此,在对PLC的介绍上本书力求内容完整、条理清楚、叙述详细、通俗易懂。 

  本书特别适合于初学者使用,对研究PLC应用的工程技术人员也有一定的参考价值。

图书简介 书名:《现代控制理论基础与先进PID算法》 内容简介: 本书旨在为读者提供一个全面且深入的现代控制理论框架,并在此基础上重点剖析当前工业界和学术研究中应用最为广泛的PID控制器的性能优化与高级设计方法。本书内容紧密围绕控制系统的数学建模、稳定性分析、以及面向实际应用的先进控制策略展开,力求在理论深度与工程实践之间搭建坚实的桥梁。 第一部分:控制系统的数学基础与经典理论 本部分首先回顾了自动控制理论的基石——系统的数学描述。我们将详细阐述线性时不变(LTI)系统的状态空间表示法,并对比传递函数模型的优感与局限性。重点内容包括系统的能控性与可观测性分析,这是设计有效状态反馈控制器和观测器的前提条件。 随后,我们深入探讨系统的时域与频域分析方法。在时域中,本书详细讲解了系统的瞬态响应特性(如超调量、调节时间),并引入了如林奈斯(Routh-Hurwitz)判据和根轨迹法等经典稳定性分析工具。频域分析部分,我们将重点介绍波德图、奈奎斯特图的绘制与解读,使读者能够直观地理解系统的频率特性及其稳定性裕度(增益裕度和相位裕度)。这是设计高可靠性控制系统的关键所在。 第二部分:经典PID控制器设计与局限性剖析 PID控制器作为工业控制的“万金油”,其重要性不言而喻。本部分将系统梳理比例(P)、积分(I)、微分(D)三个环节的物理意义、对系统响应的影响机制。我们将详细介绍Ziegler-Nichols等经典的试凑法和基于性能指标的参数整定方法。 然而,本书并未止步于经典整定。我们深入剖析了传统PID在面对非线性、大延迟、高阶系统时的固有局限性,例如积分饱和问题、微分项对噪声的过度放大效应,以及在系统模型不确定性下的鲁棒性不足。通过对这些局限性的透彻分析,为后续引入先进控制策略奠定理论基础。 第三部分:先进PID控制器的设计与优化 本部分是本书的核心与亮点,专注于提升PID控制器的性能与适应性。 1. 预测与前馈技术: 我们介绍了如何利用系统模型或历史数据,设计前馈控制器来抵消可测干扰和参考输入的瞬时影响,从而显著改善系统的动态响应速度和精度,减轻反馈控制器的负担。 2. 模糊PID与自适应PID: 针对参数整定依赖于准确模型的问题,本书详细阐述了模糊逻辑PID(FPID)的设计思路,即利用专家经验规则来实时调整P、I、D增益,以应对参数时变或轻微非线性系统。此外,我们还探讨了基于系统误差或模型残差的自适应增益调整机制,使控制器参数能够根据运行工况动态优化。 3. 串级与多回路控制结构: 针对复杂被控对象,本书深入讲解了串级控制的应用,如何通过内环快速抑制扰动,外环实现慢速精确跟踪,这在具有内部动态耦合的系统中尤为有效。 4. 增量式PID与死区补偿: 针对伺服机构中常见的控制信号饱和和摩擦(死区)现象,我们引入了增量式PID的实现方式,以及特定的非线性补偿技术,确保控制输出的平滑性和精确性。 5. 智能优化算法在PID整定中的应用: 鉴于传统整定方法的局限性,本书引入了诸如粒子群优化(PSO)和遗传算法(GA)等现代优化技术,用于在给定的性能指标(如最小化ISE或IAE)约束下,全局搜索最优的PID参数组合。 第四部分:面向复杂系统的鲁棒性与抗干扰控制 本部分着眼于提升控制系统在实际工程中的可靠性。我们引入了Smith预估器的设计原理,用于有效补偿系统中的大延迟环节,这对于远距离控制或过程控制至关重要。 同时,本书还专门开辟章节介绍抗饱和与抗积分锁死(Anti-Windup)策略。我们将详尽分析饱和反馈对系统稳定性的负面影响,并介绍如“备份积分器法”、“谢尔比法”等多种先进的抗饱和算法的实现细节与性能对比。 总结: 本书集合了控制理论的严谨性与工程实践的实用性,不仅仅教授读者如何应用基础PID,更重要的是引导他们掌握如何通过先进的算法和控制结构,将一个基础的PID控制器升级为高性能、高鲁棒性的工业控制核心。本书适合控制工程、机电一体化、自动化专业的本科高年级学生、研究生,以及致力于提升工业过程控制水平的工程师和技术人员阅读。通过研读本书,读者将能够熟练驾驭从经典到现代的控制技术,设计出满足严苛性能要求的自动化解决方案。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的行文风格,说实话,有一种老派工匠的严谨和一丝不苟,读起来虽然不像网络小说那样轻松活泼,但却充满了知识的密度和厚重感。它对于每一个概念的定义都力求精确到小数点后几位,尤其是涉及到时序逻辑和中断处理的部分,作者采用了非常正式的书面语,这对于需要撰写标准操作程序(SOP)或项目文档的读者来说,是一个巨大的福音。我发现作者在解释那些看似枯燥的底层原理时,总能巧妙地穿插一些历史背景或者技术演进的小故事,这不仅缓解了阅读的疲劳,更重要的是,让读者明白这些技术是如何一步步发展到今天的,从而对技术的敬畏之心油然而生。举例来说,它在阐述模拟量信号处理时,没有简单地套用公式,而是详细剖析了噪声抑制和滤波算法的数学依据,这使得我对PID控制的理解从“会用”上升到了“能优化”的层面。这本书的配图质量也值得称赞,那些复杂的系统框图和数据流图,线条清晰,层次分明,即便是初次接触复杂控制回路的人,也能通过图示迅速把握全局。总体而言,它不是一本用来快速入门的书,而是一本需要你沉下心来,仔细品味其中每一处细节,才能真正汲取精髓的宝典。

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这本书的结构设计堪称艺术品级别,它似乎深谙读者的认知规律,总能在你感到思维疲劳的临界点,恰到好处地插入一个精心设计的案例分析来提振精神。我特别喜欢它在每一章末尾设置的“反思性问题”环节。这些问题往往不是简单的知识点复述,而是要求读者对所学知识进行综合运用和批判性思考。例如,在讲解了基础的顺序控制逻辑后,它会抛出一个关于“如何设计一个能应对临时停机和重启而不丢失操作状态”的场景题,这迫使我必须将之前学到的所有知识点,包括数据保持、程序步进管理等,串联起来解决实际问题。这种“学习—应用—反思”的闭环设计,极大地增强了知识的内化过程。而且,书中对不同类型控制器的特性区分得极其清晰,比如不同架构对扫描周期和实时性的影响,这种细致入微的对比,帮助我构建了一个非常稳固的理论框架,让我对任何一个新的自动化项目,都能迅速判断出最合适的控制方案。

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作为一名长期在自动化领域摸爬滚打的工程师,我对于市面上充斥着大量“浅尝辄止”的资料深感厌倦。然而,这本书的出现,无疑给我带来了一股清新的空气。最让我感到惊喜的是它对高级控制策略的探讨深度。它不仅仅停留在教会读者如何配置功能块的层面,而是深入到了为什么选择这种配置,以及在特定工业场景下,其他配置可能带来的潜在风险。例如,书中关于运动控制中“S曲线”加减速算法的实现细节描述,远比我之前读过的任何资料都要细致,它清晰地展示了如何通过PLC的编程语言来精确模拟出平滑的加速度变化,而不是简单地使用线性加速,这对于对精度要求极高的机械设备来说,是至关重要的。此外,作者在讨论网络通信协议时,对工业以太网与传统现场总线的优缺点进行了非常客观和深入的对比分析,并且结合了最新的工业4.0趋势,给出了未来设备互联的趋势判断,这使得这本书的参考价值大大提升,超越了单纯的技术手册范畴,更像是一份具有前瞻性的行业洞察报告。

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这本书的语言风格是典型的“学术严谨,逻辑清晰”,但绝不晦涩难懂,它成功地在保持技术权威性的同时,保持了极高的可读性。作者在描述那些涉及大量数学公式的部分时,总会附带一个生动的比喻或者一个简单的物理模型来辅助理解,比如用水流的阻力来解释反馈控制中的积分项的意义,这种“从具象到抽象”的过渡非常自然流畅。我注意到,书中对一些容易混淆的概念,如“输入刷新”与“输出更新”的逻辑顺序,作者反复使用了不同的措辞和图示来强调其重要性,这足以看出作者对新手可能遇到的常见误区有着深刻的洞察。整本书读下来,给我的感觉是,作者不是在“教”你知识,而是在“引导”你思考如何成为一个优秀的系统设计者。它没有提供标准答案,而是提供了一整套解决问题的思维工具箱,这才是真正有价值的教育方式。这种对教学方法的精妙把控,使得这本书无论是在自学阶段还是在作为案头工具书使用时,都能发挥出不可替代的作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮,封面那种深邃的蓝色调,配上简洁的白色字体,透着一股专业和严谨的气息。我刚拿到手的时候,光是翻阅目录,就已经感受到了作者在内容组织上的匠心。它不是那种堆砌理论的教科书,更像是一份精心规划的工程指南。比如,初学者的章节是如何循序渐进地引入基础概念,从最基础的逻辑门到复杂的计数器和定时器,每一步都有清晰的图示和恰到好处的文字解释。我尤其欣赏它在讲解编程指令集时所采用的对比分析方法,比如直接对比不同品牌PLC(假设书中涉及了主流品牌)在实现同一功能时的代码差异,这对于希望未来能够灵活应对各种现场环境的工程师来说,简直是太实用了。再者,书中对于硬件选型和现场布线的实操建议,也显得非常接地气,不像有些书只谈理论,完全不顾及实际操作中的那些“坑”。它似乎在提醒读者,编程不仅是键盘上的逻辑构建,更是对物理世界信号流的精准把握。我对其中关于故障诊断那一章的排版印象深刻,那种树状的排查流程图,简洁明了,让人在面对突发状况时,能够迅速找到思路,避免陷入无休止的猜测。这种对实用性的极致追求,让这本书的价值远超出一本普通的参考书,它更像是一位经验丰富的老工程师坐在你旁边,手把手地教你如何将理论转化为可靠的控制系统。

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