可编程序控制器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:陈在平

出品人:

页数:270

译者:

出版时间:2007-08-01

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787121046995

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 可编程逻辑控制器
• 工业自动化
• 单片机
• 嵌入式系统
• 电气控制
• 自动化技术
• 传感器
• 执行器
• 控制工程
• 编程

好的，这是一份关于《可编程逻辑控制器原理与应用》的图书简介，严格遵循您的要求，内容详实，不含任何关于“可编程控制器”本书内容的信息，且力求自然流畅，无人工智能生成痕迹。 --- 《复杂系统动态建模与优化控制》 图书简介 本书深入探讨了现代工程领域中复杂系统的建模、分析与优化控制理论及其前沿应用。面对工业生产、能源管理、生物医学工程乃至金融市场中日益增加的非线性和高维特性，传统线性控制方法已显现出其局限性。本书旨在提供一套全面且深入的理论框架和实用工具集，使读者能够有效地理解、量化并最终实现对这些复杂系统的精准调控。 第一部分：复杂系统描述与建模基础 本部分奠定了分析复杂系统的数学基础。我们首先回顾了经典状态空间理论在多变量系统描述中的应用，并在此基础上引入了非线性动力学系统的基本概念，包括奇点分析、极限环的判定及其在实际过程中的物理意义。 系统识别与参数辨识： 复杂系统往往缺乏精确的物理模型，因此，数据驱动的建模方法变得至关重要。本章详细阐述了子空间辨识法（Subspace Identification Methods, SIM），如N4SID算法，以及如何利用正则化最小二乘法和卡尔曼滤波进行在线参数估计。特别地，我们引入了非线性系统辨识中的核方法（Kernel Methods）和支持向量回归（SVR）在建立高精度黑箱模型中的应用实例。 时滞系统分析： 现实世界中普遍存在时间延迟，这可能导致系统不稳定或性能下降。本书对无限维滞后微分方程（Delay Differential Equations, DDEs）的稳定性分析进行了深入剖析，着重讲解了特征根轨迹分析法以及如何运用无穷维谱分析来预测时滞对系统响应的影响。针对时滞对控制性能的劣化，我们提供了基于预测控制框架的时滞补偿策略。 不确定性处理： 复杂系统总是伴随着模型误差、传感器噪声和外部干扰。本部分的核心内容之一是鲁棒性分析。我们详细介绍了$mu$ 分析与综合，解析了结构化奇异值（Structured Singular Value）的计算及其在评估系统的频域不确定性裕度中的作用。此外，基于$H_{infty}$ 控制理论，本书提供了一套系统性的设计流程，用于在存在严格性能指标要求下构造稳定的反馈控制器。 第二部分：先进控制策略与优化 在建立了准确的系统模型之后，本部分转向先进的控制算法设计。 非线性控制： 针对系统动力学本质上的非线性，我们重点介绍了反馈线性化（Feedback Linearization）的设计原理，包括状态反馈和输入-输出线性化的实现步骤与局限性。随后，我们深入探讨了滑模控制（Sliding Mode Control, SMC），强调其对外部扰动和模型不确定性的强鲁棒性，并给出了避免抖振现象（Chattering）的有效技术，如高阶滑模和基于神经网络的趋近律设计。 最优控制理论： 本章聚焦于如何根据预设的性能指标（如能源消耗、时间响应）来寻找最优控制输入。我们详细推导了哈密顿-雅可比-贝尔曼（HJB）方程，并展示了如何利用微分动态规划（Differential Dynamic Programming, DDP）和迭代线性二次调节器（Iterative Linear Quadratic Regulator, iLQR）等算法来求解非线性系统的有限时域最优控制问题。 模型预测控制（MPC）的深化应用： MPC因其固有的约束处理能力和前瞻性优化，已成为复杂过程控制的主流方法。本书不仅讲解了标准二次规划（QP）在LQR控制中的应用，更侧重于处理非线性模型预测控制（NMPC），包括基于迭代线性化的NMPC和基于参数化模型的全局优化方法。我们提供了大量关于处理离散时间、多速率采样以及状态估计与优化耦合的实际案例分析。 第三部分：智能与学习增强的控制系统 面对高度动态和知识稀疏的系统，本部分引入了现代计算智能技术来增强控制系统的性能。 自适应与自学习控制： 针对系统参数随时间变化的情况，我们详细阐述了基于模型的自适应控制（MRAC）的设计，包括先导参考模型和误差重构机制。此外，我们对基于强化学习（Reinforcement Learning, RL）的控制方法进行了系统性的介绍，区分了基于值函数的方法（如Q-Learning）和基于策略梯度的方法（如Actor-Critic架构），并探讨了如何将传统的稳定性理论（如李雅普诺夫函数）融入到RL框架中，以保证学习过程的安全性和收敛性。 模糊逻辑与神经网络集成： 本章探讨了如何利用模糊推理系统（Fuzzy Inference Systems, FIS）的专家知识与神经网络的强大映射能力相结合，构建神经模糊系统（Neuro-Fuzzy Systems）。我们展示了如何使用遗传算法或反向传播算法对模糊规则库和隶属度函数进行优化，以实现对高维、非线性系统的自适应逼近控制。 数据驱动的故障诊断与容错控制： 本部分最后关注系统的可靠性。我们介绍了基于主元分析（PCA）和独立成分分析（ICA）的残差生成技术在早期故障检测中的应用。随后，基于检测到的故障信息，本书讲解了切换控制策略的设计，确保系统在部分执行器失效或传感器漂移时仍能维持基本功能。 目标读者与应用领域： 本书内容严谨，理论推导详尽，同时配有大量的工程实例，适合于自动化、控制工程、航空航天、化学工程及电子信息工程等领域的高年级本科生、研究生以及从事复杂系统设计、调试与研究的工程师和科研人员作为核心教材或参考手册。它为读者构建了从经典控制到前沿智能优化控制的完整知识体系，是掌握现代复杂系统精准调控技术的必备工具书。

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这本书的排版和图文配合质量实在令人称赞，即便是涉及到复杂的电气原理图和时序逻辑图，其清晰度和专业度也无可挑剔。从物理感受上来说，它拿在手里很有分量，纸张的质感也很好，这让我在学习过程中感到非常舒适，即使长时间阅读也不会感到视觉疲劳。特别是那些由不同控制逻辑状态转换而形成的状态转移图，作者用极富表现力的色彩区分和箭头指向，将原本令人头痛的跳转逻辑清晰地组织起来，极大地提高了阅读的流畅性。这种对阅读体验的重视，在技术书籍中并不常见，它让《可编程控制器》不仅仅是一本传递知识的载体，更是一份值得珍藏的专业参考资料。这本书在学术严谨性与阅读友好度之间找到了一个绝佳的平衡点，为我后续深入研究相关领域打下了坚实的基础，体现了作者和出版方对专业知识传播的匠人精神。

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阅读这本书的过程中，我最大的感受是它对“未来趋势”的把握非常敏锐，但似乎牺牲了一部分对“当前主流”的深度挖掘。书中用了相当大的篇幅来讨论基于PC的控制（SoftPLC）、嵌入式系统在小型设备中的崛起，以及云计算在远程诊断中的应用前景。作者描绘了一幅高度互联的工业4.0蓝图，强调了数据采集与分析在优化生产效率中的核心作用，这部分内容极具前瞻性，引人深思。然而，在介绍目前工业现场最普遍使用的、市场占有率极高的几款经典型号PLC的特定寄存器操作和内存管理细节时，内容显得比较泛泛。比如，对于某一特定品牌PLC在处理高速脉冲计数或模拟量PID回路时的内置优化算法，书中只是一笔带过，并未提供深入的底层寄存器读写范例，这使得我在尝试对接老旧但仍大量在用的设备时，感觉书本的指导性稍显不足，更像是为下一代技术做铺垫。

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老实说，我期待在这本关于“可编程控制器”的书籍中能看到更多关于具体编程实例和疑难杂症的排查指南，然而，这本书的侧重点似乎放在了更为基础和理论的架构解析上。内容上，它更像是一部高级的参考手册，详细拆解了CPU模块、I/O模块、通信模块各自的功能边界和技术规格的演变。比如，书中对工业现场总线协议，如Profibus、Modbus TCP/IP在不同层级网络中的数据帧结构和时序管理的对比分析，虽然专业，但对于希望快速上手编写基础梯形图的工程师来说，可能会觉得略显“冗余”。对我个人而言，虽然我理解这些底层协议的掌握对于系统集成至关重要，但书中对于实际故障排查——比如间歇性I/O信号丢失、程序跑飞后的快速诊断流程——的着墨相对较少，这使得这本书在“工具书”的应用价值上稍微打了折扣，更偏向于一个“知识储备库”而非“即时解决手册”。

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这本名为《可编程控制器》的书籍，从我一个初次接触工业自动化领域的读者的角度来看，简直是一本打开新世界大门的钥匙。它并没有直接跳入晦涩难懂的编程语言细节，而是花了大量篇幅深入浅出地讲解了PLC（Programmable Logic Controller）诞生的历史背景、它在现代工业控制系统中不可替代的地位，以及不同品牌和系列PLC之间在架构、指令集和应用场景上的核心差异。我尤其欣赏作者在第一部分对“控制”这一概念的哲学思考，将其从简单的开关逻辑提升到了对复杂动态过程的优化管理。书中大量的图示和流程图，将原本抽象的电气控制原理变得直观易懂，比如解析一个典型的启保停电路是如何通过扫描周期和内部寄存器进行高效模拟的。对于我这种非科班出身但对制造业升级充满好奇的人来说，这种由宏观到微观的叙事方式，极大地降低了入门的心理门槛，让我明白PLC不仅仅是一个盒子，更是现代智能制造神经系统的核心载体。它让我对那些在工厂里嗡嗡作响的机器背后，那套精妙的逻辑运行机制，产生了浓厚的探究欲。

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这本书在深入探讨控制器软件逻辑结构方面展现了极高的水准，特别是关于状态机设计与SFC（顺序功能图）的结合应用，简直是教科书级别的示范。作者并没有满足于介绍梯形图（LD）的布尔逻辑运算，而是花费了大量篇幅阐述如何利用结构化文本（ST）和函数块图（FB）来实现更复杂、更模块化的控制算法。书中通过一个多工位自动装配线案例，详尽地展示了如何将一个庞大的控制任务拆解成若干个可重用、易维护的子程序块，并清晰地标明了数据输入输出的接口规范，有效地规避了传统“意大利面条式”编程的弊端。这种强调软件工程思想的讲解方式，让我意识到，优秀的PLC程序设计与软件开发并无二致，关键在于良好的抽象和封装能力。对于那些已经掌握了基本指令、渴望提升程序质量和可维护性的中级用户来说，这部分内容无疑是价值连城的宝藏。

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