用Python轻松设计控制系统

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作者: [日] (Yuki Minami) ,
2021-09
版次: 1
ISBN: 9787111688112
定价: 79.00
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 224页
  • 面向用Python进行控制系统设计的人,边学边用Python进行编程实践。重点阐述以状态空间模型为对象的现代控制系统的设计。全书分七章,包括: Pythhon环境的构建、数据和流控制、反馈控制、状态空间模型、闭环系统的控制设计、开环系统的控制设计、PID控制相位进延迟补偿,以及稳健性控制数字实现的高级控制系统设计。 译者序 
    前言 
    第1章 什么是控制 1 
    11 日常生活中的控制 3 
    12 反馈控制 4 
    13 控制工程的作用 6 
    14 本书概要 8 
    第2章 Python基础 12 
    21 搭建Python环境 14 
    22 Jupyter Notebook的使用方法 14 
    23 Python基础 18 
    231 数据和类型 19 
    232 流程控制 24 
    233 函数定义 27 
    234 闭包、lambda表达式、生成器、列表生成式 28 
    235 模块 30 
    24 本书中用到的模块 31 
    241 Numpy 31 
    242 Matplotlib 33 
    243 Scipy 37 
    244 Sympy 38 
    245 Python-Control 39 
    第3章 控制系统建模 43 
    31 描述动态系统 45 
    311 手推车的模型 46 
    312 垂直驱动机械臂的模型 46 
    313 RCL电路的模型 47 
    314 放大电路的模型 48 
    315 控制工程中使用的模型描述 49 
    32 传递函数模型 50 
    321 手推车和机械臂的传递函数模型 52 
    322 RCL电路和放大电路的传递函数模型 52 
    323 用Python表述模型 53 
    33 状态空间模型 55 
    331 手推车和机械臂的状态空间模型 57 
    332 RCL电路和放大电路的状态空间模型 58 
    333 用Python表述模型 59 
    34 框图 60 
    341 串联 61 
    342 并联 61 
    343 反馈 62 
    第4章 被控对象的行为 69 
    41 时域响应 71 
    411 一阶滞后系统 72 
    412 二阶滞后系统 77 
    42 状态空间模型的时域响应 83 
    43 稳定性 88 
    431 输入输出稳定性 88 
    432 渐进稳定性 91 
    44 极点与系统行为的关系 93 
    45 频域响应 95 
    451 一阶滞后系统 100 
    452 二阶滞后系统 102 
    第5章 关注闭环系统的控制系统设计 109 
    51 闭环系统的设计规格 111 
    511 稳定性 111 
    512 时域响应特性 113 
    513 频域响应特性 113 
    514 闭环系统的设计规格 114 
    52 PID控制 115 
    521 P控制的性能分析 116 
    522 PD控制 119 
    523 PID控制 122 
    53 二自由度控制 127 
    54 使用临界比例度法进行增益调整 131 
    55 使用模型匹配法进行增益调整 134 
    56 状态反馈控制 138 
    561 极点配置法 139 
    562 最优调节器 142 
    第6章 关注开环系统的控制系统设计 152 
    61 开环系统的设计规格 154 
    611 稳定性 154 
    612 快速性与阻尼特性 160 
    613 稳态误差 162 
    614 开环系统的设计规格 163 
    62 PID控制 163 
    621 P控制 163 
    622 PI控制 165 
    623 PID控制 167 
    63 相位超前校正和相位滞后校正 172 
    631 相位滞后校正 172 
    632 相位超前校正 174 
    633 垂直驱动机械臂的控制系统设计 175 
    第7章 高级控制系统设计 184 
    71 使用观测器的输出反馈控制 186 
    72 鲁棒控制 193 
    73 数字化实现 200 
    731 使用零阶保持的离散化 201 
    732 使用双线性变换的离散化 202 
    附录 数学补充内容 208
  • 内容简介:
    面向用Python进行控制系统设计的人,边学边用Python进行编程实践。重点阐述以状态空间模型为对象的现代控制系统的设计。全书分七章,包括: Pythhon环境的构建、数据和流控制、反馈控制、状态空间模型、闭环系统的控制设计、开环系统的控制设计、PID控制相位进延迟补偿,以及稳健性控制数字实现的高级控制系统设计。
  • 目录:
    译者序 
    前言 
    第1章 什么是控制 1 
    11 日常生活中的控制 3 
    12 反馈控制 4 
    13 控制工程的作用 6 
    14 本书概要 8 
    第2章 Python基础 12 
    21 搭建Python环境 14 
    22 Jupyter Notebook的使用方法 14 
    23 Python基础 18 
    231 数据和类型 19 
    232 流程控制 24 
    233 函数定义 27 
    234 闭包、lambda表达式、生成器、列表生成式 28 
    235 模块 30 
    24 本书中用到的模块 31 
    241 Numpy 31 
    242 Matplotlib 33 
    243 Scipy 37 
    244 Sympy 38 
    245 Python-Control 39 
    第3章 控制系统建模 43 
    31 描述动态系统 45 
    311 手推车的模型 46 
    312 垂直驱动机械臂的模型 46 
    313 RCL电路的模型 47 
    314 放大电路的模型 48 
    315 控制工程中使用的模型描述 49 
    32 传递函数模型 50 
    321 手推车和机械臂的传递函数模型 52 
    322 RCL电路和放大电路的传递函数模型 52 
    323 用Python表述模型 53 
    33 状态空间模型 55 
    331 手推车和机械臂的状态空间模型 57 
    332 RCL电路和放大电路的状态空间模型 58 
    333 用Python表述模型 59 
    34 框图 60 
    341 串联 61 
    342 并联 61 
    343 反馈 62 
    第4章 被控对象的行为 69 
    41 时域响应 71 
    411 一阶滞后系统 72 
    412 二阶滞后系统 77 
    42 状态空间模型的时域响应 83 
    43 稳定性 88 
    431 输入输出稳定性 88 
    432 渐进稳定性 91 
    44 极点与系统行为的关系 93 
    45 频域响应 95 
    451 一阶滞后系统 100 
    452 二阶滞后系统 102 
    第5章 关注闭环系统的控制系统设计 109 
    51 闭环系统的设计规格 111 
    511 稳定性 111 
    512 时域响应特性 113 
    513 频域响应特性 113 
    514 闭环系统的设计规格 114 
    52 PID控制 115 
    521 P控制的性能分析 116 
    522 PD控制 119 
    523 PID控制 122 
    53 二自由度控制 127 
    54 使用临界比例度法进行增益调整 131 
    55 使用模型匹配法进行增益调整 134 
    56 状态反馈控制 138 
    561 极点配置法 139 
    562 最优调节器 142 
    第6章 关注开环系统的控制系统设计 152 
    61 开环系统的设计规格 154 
    611 稳定性 154 
    612 快速性与阻尼特性 160 
    613 稳态误差 162 
    614 开环系统的设计规格 163 
    62 PID控制 163 
    621 P控制 163 
    622 PI控制 165 
    623 PID控制 167 
    63 相位超前校正和相位滞后校正 172 
    631 相位滞后校正 172 
    632 相位超前校正 174 
    633 垂直驱动机械臂的控制系统设计 175 
    第7章 高级控制系统设计 184 
    71 使用观测器的输出反馈控制 186 
    72 鲁棒控制 193 
    73 数字化实现 200 
    731 使用零阶保持的离散化 201 
    732 使用双线性变换的离散化 202 
    附录 数学补充内容 208
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