現代測控技術（簡體書）

《現代測控技術》系統地介紹了現代測控技術的基本概念和基本理論，探討現代測控系統分析與設計的方法與過程、工程實現的基本要點。全書共分9章，分別介紹了現代測控系統的基本概念、基本組成、信號的採樣與恢復、現代測控系統的設計方法，包括控制系統的模擬化設計方法、離散化設計方法、狀態空間設計方法、控制系統的模糊控制方法，並討論了現代測控系統的計算機仿真技術等問題。書中還給出了一些實際舉例。
《現代測控技術》可作為高等院校電氣工程及其自動化、計算機應用、電子信息、機電一體化、儀器儀錶等相關專業本科的教材，也可供有關教師、科研人員和工程技術人員學習參考。．

《現代測控技術》作者結合多年從事測控領域教學與科研工作的體會，緊扣現代測控技術的熱點問題，跟蹤測控技術前沿領域的發展，從介紹現代測控技術的發展、功能及特點人手，著重論述了測控系統的結構、新型傳感器技術、測控總線技術、控制系統設計的方法、要點、過程等問題，并輔以典型應用實例介紹具體應用。《現代測控技術》可作為高等院校電氣工程及其自動化、計算機應用、電子信息、機電一體化、儀器儀表等相關專業本科的教材，也可供有關教師、科研人員和工程技術人員學習參考。

第1章 緒論
1.1 現代測控技術的基本概念
1.1.1 現代測量技術
1.1.2 現代控制技術
1.1.3 現代測控技術
1.2 現代測控技術的分類
1.3 現代測控技術的發展趨勢
習題

第2章 現代測控系統的組成結構
2.1 測控系統的組成結構
2.2 輸入通道
2.2.1 數字量輸入通道
2.2.2 模擬量輸入通道
2.3 輸出通道
2.3.1 開關信號輸出通道
2.3.2 模擬信號輸出通道
2.4 信號變換
2.4.1 信號的採樣過程
2.4.2 採樣定理
2.4.3 量化過程和量化誤差
2.4.4 信號的恢復和保持器
2.5 數據處理
2.5.1 串模干擾和共模干擾
2.5.2 數字濾波
2.5.3 標度變換
2.5.4 曲線擬合與插值
習題

第3章 傳感器及總線技術
3.1 傳感器技術
3.1.1 微型傳感器
3.1.2 數字傳感器
3.1.3 集成傳感器
3.1.4 智能傳感器
3.1.5 網絡傳感器
3.2 總線技術
3.2.1 總線的定義
3.2.2 總線的信號線
3.2.3 總線的分類
3.2.4 測控總線
3.3 串行通信總線
3.3.1 串行總線的基本概念
3.3.2 串行通信的異步和同步方式
3.3.3 差錯控制技術
3.3.4 串行通信標準總線
習題

第4章 系統設計與分析的數學工具
4.1 差分方程
4.2 Z變換
4.2.1 Z變換定義
4.2.2 Z變換的一些基本性質
4.2.3 Z反變換
4.2.4 用Z變換求解差分方程
4.3 脈衝傳遞函數
4.3.1 脈衝傳遞函數定義
4.3.2 脈衝傳遞函數的求法
4.4 Z域穩定性分析
4.4.1 系統在Z域穩定性條件
4.4.2 系統在Z域穩定性判據
4.4.3 線性離散系統的動態響應分析
4.4.4 線性離散系統的穩態誤差
習題

第5章 系統的模擬化設計方法
5.1 模擬控制器到數字控制器的實現
5.1.1 模擬控制器到數字控制器的離散等效原理及條件
5.1.2 模擬控制器轉化為數字控制器的方法
5.2 數字PID控制器的設計
5.2.1 模擬PID控制規律的離散化
5.2.2 數字PID控制算法的改進
5.3 數字PID控制器參數的整定
5.3.1 PID參數變化對系統性能的影響
5.3.2 採樣週期的選擇
5.3.3 簡易工程法整定參數
5.3.4 試湊法確定參數
5.3.5 歸一參數整定法
5.4 設計舉例
5.4.1 按二階工程設計法設計數字控制器
5.4.2 舉例
習題

第6章 系統的數字化設計方法
6.1 最小拍數字測控系統的設計
6.1.1 最少拍測控系統設計
6.1.2 典型輸入信號下輸出跟蹤輸入的拍數
6.1.3 系統在典型輸入信號作用下輸出跟蹤輸入的適應性
6.2 快速有波紋系統的設計
6.2.1 穩定性對ψ（Z）的要求
6.2.2 準確性（穩態誤差應為零）對ψ（Z）的要求
6.2.3 快速性及可實現性對ψ（Z）的要求
6.2.4 閉環脈衝傳遞函數ψ（Z）的設計
6.2.5 最少拍有波紋系統的設計過程
6.3 快速無波紋系統的設計
6.3.1 最少拍無波紋系統設計要求
6.3.2 最少拍無波紋系統設計過程
6.4 純滯後測控系統的設計¨
6.4.1 史密斯預估控制
6.4.2 大林算法
6.5 數字控制系統設計舉例
6.5.1 恒溫箱溫度數字測控系統
6.5.2 針對含有擾動作用的測控系統設計
6.6 數字控制器的頻域設計法
6.6.1 數字控制器的頻率特性
6.6.2 W變換法的設計步驟
6.6.3 數字控制器的根規跡設計法
習題

第7章 系統的狀態空間設計方法
7.1 狀態空間法的基本概念
7.2 離散系統的狀態空間描述
7.2.1 由差分方程建立離散狀態空間模型
7.2.2 多輸人多輸出離散系統的狀態空間描述
7.2.3 離散狀態方程的求解
7.2.4 離散狀態空間方程與Z傳遞函數之間的轉換
7.3 離散系統的能控性和能觀性
7.3.1 能控性和能觀性定義
7.3.2 對偶原理
7.3.3 能控性、能觀性與傳遞函數矩陣的關係
7.4 離散系統的狀態空間設計法
7.4.1 極點配置設計法
7.4.2 狀態觀測器設計法
7.4.3 用可測標準型設計觀測器
7.4.4 離散二次型最優設計法
習題

第8章 模糊控制技術
8.1 模糊控制的數學工具
8.1.1 模糊集合
8.1.2 模糊集合的表示方法
8.1.3 模糊集合的運算
8.1.4 隸屬函數的確定方法
8.1.5 模糊關係
8.1.6 模糊關係方程
8.2 模糊控制原理
8.2.1 模糊控制器的組成
8.2.2 模糊控制器設計
8.3 雙輸入單輸出模糊控制器設計
8.3.1 雙輸入單輸出模糊控制器設計
8.3.2 模糊控制應用實例--洗衣機的模糊控制
8.4 模糊數字PID控制器
習題

第9章 測控系統的仿真技術
9.1 MATIAB-Simulink簡介
9.2 Simulink結構程序設計
9.3 離散系統仿真
9.4 Simulink仿真應用
習題
參考文獻．

這樣，首先把多輸入多輸出系統化為多輸出單輸出的結構形式，然后用多輸入單輸出系統的設計方法進行模糊控制器設計。這樣做，不僅設計簡單，而且經人們長期實踐檢驗，也是可行的，這就是多變量控制系統的模糊解耦問題。
2.模糊規則的選擇和模糊推理
1）模糊規則的選擇
模糊規則的選擇是設計模糊控制器的核心，由于模糊規則一般需要由設計者提出，因而在模糊規則的取舍上往往體現了設計者本身的主觀傾向。模糊規則的選取過程可簡單分為以下三個部分。
（1）模糊語言變量的確定。一般來說，一個語言變量的語言值越多，對事物的描述就越準確，可能得到的控制效果就越好。當然過細的劃分反而使控制規則變得復雜，因此應視具體情況而定。如誤差等的語言變量的語言值一般取為|負大，負中，負小，正零，正小，正中，正大|。
（2）語言值隸屬函數的確定。語言值的隸屬函數又稱為語言值的語義規則，它有時以連續函數的形式出現，有時以離散的量化等級形式出現。連續的隸屬函數描述比較準確，而離散的量化等級簡潔直觀。
（3）模糊控制規則的建立。模糊控制規則的建立通常采用經驗歸納法和推理合成法。經驗歸納法，就是根據人工控制經驗和直覺推理，經整理、加工、提煉后構成模糊規則的方法，它實質上是以感性認識上升到理性認識的一個飛越過程。推理合成法是根據已有輸入輸出數據對，通過模糊推理合成，求取模糊控制規則。
2）模糊推理
模糊推理有時也稱為似然推理，其一般形式如下：
（1）一維形式：
if x is A then y is B
if x is A1 then y is？
（2）二維形式：
if x is A and y is B then z is C
if x is A1 and y is B1 then z is？
3.去模糊化（清晰化接口）
去模糊化的目的是根據模糊推理的結果，求得最能反映控制量的真實分布。目前常用的方法有三種：最大隸屬度法、加權平均原則法和中位數判決法。
4.模糊控制器論域及比例因子的確定
一般來說，任何控制系統的信號都是有界的。在模糊控制系統中，這個有限界一般稱為該變量的基本論域，它是系統中實際量的變化范圍。