可编程控制器技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:天津大学

作者:王芹

出品人:

页数:292

译者:

出版时间:2008-3

价格:29.80元

装帧:

isbn号码:9787561826300

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程控制器
• 工业自动化
• 电气控制
• 技术
• 应用
• 编程
• 传感器
• 执行器
• 控制系统

现代控制系统设计与实践 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代控制系统设计与实践的知识框架。随着工业自动化和智能制造的飞速发展，对控制系统设计、分析和实施的能力要求日益提高。本书正是为了满足这一需求而编写，它系统地介绍了从经典控制理论到前沿现代控制方法的全过程，并紧密结合工程实践中的具体应用案例。 全书内容涵盖了控制理论的基石、系统建模的各种方法、控制器设计的高级技术，以及现代控制系统在复杂工业环境下的实现策略。我们着重强调理论与实践的结合，确保读者不仅理解背后的数学原理，更能掌握实际工程中的操作技巧和问题解决能力。 第一部分：控制理论基础与系统建模 本部分奠定了理解复杂控制系统的理论基础。我们将从经典控制理论的复习开始，回顾传递函数、频率响应分析（如波德图、奈奎斯特图）等核心概念，这些仍然是许多工业控制回路设计的基础。 随后，本书将重点转向现代控制理论，特别是状态空间表示法。我们将详细阐述如何将物理系统（无论是机械、电气还是热力系统）转化为规范的状态空间模型。内容包括状态方程的建立、系统动态特性的分析（如能控性与能观测性判别），这是设计现代控制器件的前提。我们也会深入探讨系统辨识的理论与实践，讲解如何利用实验数据来构建精确的数学模型，包括参数辨识方法（如最小二乘法）和基于数据驱动的模型获取技术。 第二部分：经典与现代控制器设计 本部分是本书的核心，聚焦于控制器具体的设计方法。 在经典控制方面，我们将详细阐述PID控制器的设计与优化。这不仅包括传统的Ziegler-Nichols整定法，更会介绍如IMC（内部模型控制）、Smith预估补偿器等更先进的经典策略，以应对具有明显时间延迟或不确定性的系统。 进入现代控制设计领域，本书将倾注大量篇幅讲解基于状态空间方法的控制器设计： 1. 极点配置（Pole Placement）：系统地讲解如何通过反向设计确保系统满足特定的动态性能要求（如瞬态响应速度和稳定性裕度）。 2. 状态反馈与观测器设计：详细介绍Luenberger观测器和卡尔曼滤波（Kalman Filtering）。卡尔曼滤波部分将不仅仅停留在理论推导，更会结合噪声模型的建立和实际滤波效果的对比，展示其在状态估计中的卓越性能，尤其是在传感器数据存在噪声的场合。 3. 最优控制理论：引入LQR（线性二次型调节器）设计，解释如何根据系统成本函数（性能与控制努力的权衡）自动生成最优反馈增益。这为设计高性能、资源节约型的控制系统提供了强大的数学工具。 第三部分：先进控制策略与鲁棒性分析 随着控制对象复杂度的增加，对控制系统的鲁棒性和自适应能力提出了更高的要求。本部分将介绍超越线性定常系统（LTI）的控制方法。 1. 鲁棒控制基础：介绍H∞控制的基本思想，即如何在存在模型不确定性和外部扰动的情况下，保证系统的性能指标。我们将侧重于理解$mu$分析和结构化奇异值等工具在评估系统鲁棒性方面的应用。 2. 自适应控制：探讨间接自适应控制和直接自适应控制的原理，包括基于模型的参考自适应控制（MRAC），帮助系统在参数发生未知变化时仍能保持预期的性能。 3. 非线性控制初步：对非线性系统特性（如滑模、反馈线性化）进行入门级介绍，为处理实际工业中常见的非线性现象提供初步的理论框架。 第四部分：系统集成与工程应用 理论知识的最终价值在于工程实现。本部分将探讨如何将设计出的算法集成到实际的硬件和软件平台中。 1. 实时实现与离散化：详细讨论连续时间系统模型如何转换为离散时间系统，包括采样周期的选择、数值积分方法的比较（如欧拉法、龙格-库塔法）及其对系统稳定性和性能的影响。 2. 数字信号处理在控制中的作用：简要回顾数字滤波器（如FIR、IIR滤波器）的设计，以及它们如何用于前处理传感器信号和后处理执行器指令，以消除干扰和噪声。 3. 实际案例分析：本书将通过多个来自不同领域的综合性案例（如高精度机械臂的位置控制、复杂化工过程的温度与压力耦合控制、先进伺服驱动系统的速度环/位置环设计），演示从系统建模、控制器设计、仿真验证到最终实际部署的全流程。案例分析中将突出不同控制策略的选择依据和工程实现中遇到的实际困难与解决方案。 目标读者 本书适合于自动化、电气工程、机械工程、航空航天等相关专业的高年级本科生和研究生作为教材或参考书。同时，它也是工业界工程师和技术人员提升控制系统设计和调试能力的理想进阶读物。通过本书的学习，读者将具备从零开始设计、分析和实现高性能现代控制系统的综合能力。 本书的特点 理论深度与工程广度的平衡：既有严谨的数学推导，又不乏贴近工业现场的工程实例。 强调可操作性：对每种设计方法都提供了清晰的步骤指导和仿真验证示例。 前沿性：涵盖了经典PID优化到现代鲁棒控制的进阶知识。

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一直以来，我对于工业自动化领域，尤其是PLC的实际操作，总是感觉隔了一层纱。《可编程控制器技术及应用》这本书，就像一位循循善诱的导师，一步步地拨开了这层迷雾，让我看到了更清晰的图景。从我个人的学习经历来说，这本书最吸引我的地方在于它“学以致用”的理念。它没有一开始就灌输枯燥的理论，而是从实际的工业控制场景出发，比如如何控制一个传送带的启停，如何实现一个液位的自动调节，然后引出PLC在解决这些问题中的作用。这种从问题到解决方案的逻辑，非常符合我的学习习惯。书中对于PLC的编程逻辑，特别是梯形图的解读，做得非常细致。它不是简单地罗列指令，而是教会我如何理解梯形图的“电的流动”，如何分析逻辑关系，如何一步步构建复杂的控制程序。大量的配图和附带的仿真软件（如果有的话，会更好）的学习资源，让我能够理论联系实际，将书本上的知识转化为实际操作能力。对于我这种希望能够独立完成PLC程序编写和调试的人来说，这本书简直是福音，它让我感觉自己不再是学习理论，而是在掌握一门实用的工程技能。

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作为一名拥有几年PLC实际操作经验的工程师，我在工作中常常会遇到各种复杂且精密的控制系统。这次偶然翻阅到《可编程控制器技术及应用》，我抱着学习和借鉴的心态，却意外地发现了不少启发。这本书在对PLC基础理论的讲解上，虽然相对全面，但更让我眼前一亮的是其对高级应用和系统集成的深入探讨。书中不仅仅停留在单个PLC的编程，而是将目光聚焦于PLC在整个自动化系统中的定位，以及如何与其他设备，如人机界面（HMI）、变频器、伺服驱动器等进行高效协同工作。对于网络通信部分，比如工业以太网、Profibus、Modbus等协议的解析，这本书提供了一种系统性的视角，解释了这些通信协议的原理、优势以及在不同场景下的应用选择。这对于我理解和调试复杂的分布式控制系统非常有帮助。此外，书中还涉及了一些PLC的故障诊断和维护策略，这对于提高生产线的稳定性和降低停机时间至关重要。一些关于PLC安全防护的章节，也提醒了我日常工作中容易忽视的细节。总的来说，这本书的内容深度和广度都达到了一个很高的水平，即使是有一定经验的工程师，也能从中获得宝贵的知识和解决方案。

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这本书确实是值得深入研究的宝藏。我是一名刚开始接触PLC（可编程逻辑控制器）领域的在校生，之前对工业自动化了解甚少，接触到《可编程控制器技术及应用》这本书时，我抱着试一试的心态，结果却远超我的预期。首先，它并没有直接将我推入晦涩难懂的理论海洋，而是从PLC的基本概念、工作原理入手，用通俗易懂的语言解释了PLC在现代工业中的核心作用，以及它如何取代传统的继电器控制系统。书中对PLC硬件组成，如CPU模块、输入/输出模块、通信模块等，进行了详尽的介绍，让我能够清晰地理解PLC的“骨架”是如何构建的。更重要的是，它并没有停留在理论层面，而是紧接着深入到PLC编程软件的操作。我印象最深刻的是，书中对梯形图、指令表、功能块图等几种主流PLC编程语言的讲解，非常细致，并且配有大量的图示和实际案例。这些案例不仅涵盖了简单的开关量控制，还包括了模拟量处理、定时器、计数器等在实际生产中经常遇到的应用场景。通过学习这些案例，我不仅掌握了编程的技巧，更重要的是理解了如何将实际的工业控制需求转化为PLC程序。对于初学者来说，这本书的实践性极强，让我能够边学边练，逐步建立起对PLC编程的信心。

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在我看来，一本优秀的技术书籍，不仅仅在于它内容的深度，更在于它能否激发读者的思考和创新。《可编程控制器技术及应用》这本书，在这一点上做得相当出色。它不仅仅是在教授PLC的技术本身，更是在引导读者去思考PLC技术如何赋能更广泛的工业应用。书中关于PLC在特定行业（例如食品加工、汽车制造、水处理等）的定制化应用，给我留下了深刻的印象。它通过分析这些行业的独特需求，展示了PLC如何被灵活地配置和编程，以满足各种复杂的工艺流程。这不仅仅是简单的技术展示，更是一种思维模式的培养，让我学会从行业痛点出发，思考PLC解决方案的可能性。此外，书中关于PLC程序设计的最佳实践和一些进阶的算法思想，也让我受益匪浅。例如，在处理一些复杂的运动控制或者顺序控制时，书中提供了一些通用的设计模式和优化建议，这对于提高程序的效率和可维护性非常有价值。这本书让我意识到，PLC技术并非一成不变，而是可以通过不断的学习和实践，衍生出无限的应用可能，从而推动整个工业界的创新和进步。

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我是一名负责企业自动化改造的技术主管，在为公司选择合适的技术方案时，我一直非常注重其理论基础的扎实性和应用前景的广阔性。《可编程控制器技术及应用》这本书，从一个宏观的视角，为我们理解和应用PLC技术提供了坚实的支撑。它不仅详细阐述了PLC的核心技术原理，例如其扫描周期、中断处理、实时性等，还重点分析了不同品牌PLC的特点和优劣势，以及它们在不同行业中的典型应用案例。这对于我们进行技术选型，避免盲目采购，做出最符合企业实际需求的决策非常有指导意义。书中关于PLC在智能制造、工业物联网等前沿领域的应用探讨，更是为我们未来的自动化升级指明了方向。它详细介绍了如何将PLC与云计算、大数据分析等技术相结合，实现更高级别的智能化和精益化生产。此外，书中对PLC与其他自动化组件（如传感器、执行器、机器人）的集成与协同工作进行了深入分析，为我们构建一体化、柔性化的生产线提供了技术思路。这本书的内容全面、逻辑清晰，并且具有很强的指导性和前瞻性，是所有致力于推动企业自动化升级的技术人员都应该认真研读的。

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