《普通高等教育物捕网工业专业规划教材:物联网控制基础》 彭力

《普通高等教育物捕网工业专业规划教材:物联网控制基础》适用于高等院校物联网工程专业作为教材，也可作为其他专业的选修课教材，也适合对物联网感兴趣的各类读者参考阅读。

前言 绪论 第1部分经典控制理论 第1章自动控制系统的基本概念 1.1引言 1.2开环控制系统与闭环控制系统 1.2.1基本概念 1.2.2自动控制系统结构框图 1.2.3开环控制系统与闭环控制系统 1.3对闭环控制系统的基本要求 1.3.1基本概念 1.3.2对控制系统的基本要求 1.3.3自动控制系统的类型 习题 第2章自动控制系统的数学模型 2.1数学模型及建模的基本概念 2.1.1动态微分方程的编写 2.1.2非线性系统（数模）的线性化 2.1.3运动方程无量纲化 2.1.4典型系统微分方程的列写 2.2传递函数 2.3典型环节传递函数分析 2.3.1比例环节（放大环节） 2.3.2惯性环节 2.3.3积分环节 2.3.4微分环节 2.3.5振荡环节 2.3.6延迟环节 2.4环节的连接方式 2.4.1串联 2.4.2并联 2.4.3反馈 习题 第3章控制系统的时域分析 3.1时域分析法介绍 3.2时域性能指标 3.2.1系统的动态和稳态性能指标 3.2.2典型输入信号 3.2.3脉冲响应函数 3.3一阶系统的动态响应 3.3.1单位阶跃响应 3.3.2单位斜坡响应 3.3.3单位脉冲响应 3.3.4单位阶跃、单位斜坡、单位 脉冲响应的关系 3.4二阶系统的动态响应 3.4.1二阶系统的数学模型 3.4.2欠阻尼情况下二阶系统的动态性能指标的计算 3.4.3改善二阶系统性能的措施 3.5高阶系统的动态响应和简化分析 3.6自动控制系统的稳定性分析及代数判据 3.6.1稳定性的基本概念 3.6.2控制系统稳定的充分必要条件 3.6.3系统稳定性代数判据 3.7控制系统的稳态误差分析 3.7.1系统稳态误差的概念 3.7.2控制系统按开环结构中积分环节数分类 3.7.3给定值输入下的稳态误差计算 3.7.4扰动输入下稳态误差的计算 习题 第4章控制系统的频域分析 4.1频率特性的基本概念 4.1.1频域分析法的基本思想 4.1.2频域分析法的特点 4.1.3频率特性的定义 4.2频率特性的表示方法 4.2.1频率特性的解析式方法 4.2.2频率特性的图示方法 4.3典型环节的频率特性 4.3.1比例环节 4.3.2积分环节 4.3.3微分环节 4.3.4惯性环节 4.3.5振荡环节 4.3.6延时环节 4.4控制系统的开环频率特性 4.4.1开环频率特性的极坐标图 4.4.2开环频率特性的对数频率特性图 4.5控制系统的稳定性分析 4.5.1奈奎斯特判据的优点 4.5.2奈奎斯特判据的理论依据 4.5.3奈奎斯特判据 4.5.4相对稳定性 4.6频域分析法中的系统性能指标 4.6.1静态性能指标在奈奎斯特曲线或伯德曲线上的呈现形式 4.6.2控制系统的动态频域指标 4.6.3频域指标的计算 习题 第5章控制系统的校正方法 5.1校正的基本概念 5.1.1控制系统的校正及其思路 5.1.2设计指标 5.1.3控制系统设计的结构及特点 5.1.4系统校正的方法 5.2串联校正典型环节特性 5.2.1超前校正环节特性 5.2.2滞后校正环节特性 5.2.3滞后—超前校正环节特性 5.3用频域法设计串联校正环节 5.3.1希望的开环频率特性 5.3.2串联超前校正的一般步骤 习题 第2部分现代控制理论 第6章系统描述 6.1状态空间表达式 6.1.1能控标准形 6.1.2能观测标准形 6.1.3对角线标准形 6.1.4Jordan标准形 6.2线性时不变系统的特征结构 6.2.1系统矩阵A的特征值 6.2.2n维系统矩阵的对角线化 6.2.3特征值的不变性 6.2.4状态变量组的非唯一性 6.3系统模型之间的相互变换 6.3.1传递函数系统的状态空间表达式 6.3.2由状态空间表达式到传递函数的变换 习题 第7章线性多变量系统的运动分析 7.1线性系统状态方程的解 7.2状态转移矩阵的性质 7.3向量矩阵分析中的若干结果 7.3.1凯莱—哈密尔顿定理 7.3.2最小多项式 7.4矩阵指数函数e 7.4.1方法一：直接计算法（矩阵指数函数） 7.4.2方法二：对角线标准形与Jordan标准形法 7.4.3方法三：拉氏变换法 7.4.4方法四：化e为A的有限项法 习题 第8章Lyapunov稳定性分析 8.1引言 8.2Lyapunov意义下的稳定性问题 8.2.1平衡状态、给定运动与扰动方程的原点 8.2.2Lyapunov意义下的稳定性定义 8.2.3预备知识 8.3Lyapunov稳定性理论 8.3.1Lyapunov第一法 8.3.2Lyapunov第二法 8.3.3线性系统的稳定性与非线性系统的稳定性比较 8.4线性定常系统的Lyapunov稳定性分析 习题 第9章线性多变量系统的综合与设计 9.1引言 9.1.1问题的提法 9.1.2性能指标的类型 9.1.3研究综合问题的主要内容 9.1.4工程实现中的一些理论问题 9.2极点配置问题 9.2.1问题的提法 9.2.2可配置条件 9.2.3极点配置的算法 9.2.4低阶系统的极点配置问题 习题 第3部分计算机控制系统 第10章计算机控制系统概述 10.1计算机控制系统的组成 10.2计算机控制系统的特点 10.3计算机控制系统的典型形式 10.4计算机控制系统的发展方式 习题 第11章常规及复杂控制技术 11.1数字控制器的连续化设计技术 11.2PJD控制 11.2.1PID控制算法 11.2.2数字PID控制算法的改进 11.2.3数字PID控制参数整定 11.3纯滞后系统控制 11.3.1大林算法 11.3.2史密斯预估算法 11.4最少拍控制 11.4.1史密斯预估算法 11.4.2最少拍控制器设计 11.4.3最少拍无纹波控制 习题 第12章分散性测控网络技术 12.1分散控制系统 12.2现场总线控制系统 12.3计算机集成制造系统 习题 第13章计算机控制系统的设计与实施 13.1计算机控制系统的设计原则 13.2计算机控制系统的设计步骤 习题 第4部分无线传感器网络中的控制技术 第14章无线传感器网络中的控制技术 14.1无线传感器网络概述 14.1.1无线传感器网络体系结构 14.1.2无线传感器网络的特征 14.2无线传感器网络中的路由控制技术 14.2.1路由协议的分类 14.2.2能量感知路由协议 14.2.3基于查询的路由协议 14.2.4地理位置路由 14.2.5基于服务质量的路由协议 14.3无线传感器网络的链路层技术 14.3.1无线传感器网络MAC协议 14.3.2基于时分复用的MAC协议 14.4定位跟踪控制技术 14.4.1定位技术概述 14.4.2节点位置计算的常见方法 14.4.3定位算法分类 14.5目标跟踪控制 14.6覆盖控制 14.6.1虚拟势场力方法 14.6.2粒子群方法 14.7移动传感网动态建模和控制技术 习题 第5部分网络控制系统 第15章网络控制系统 15.1网络控制系统概述 15.2网络控制系统概念和结构 15.3网络控制系统的时序 15.3.1采样速率分析 15.3.2延迟与抖动分析 15.3.3NCSs的节点驱动方式 15.4网络控制系统模型 15.4.1NCSs中的基本假设 15.4.2连续系统模型 15.4.3离散系统模型 15.4.4混合系统模型 15.4.5有数据包丢失时NCSs的模型 15.4.6时滞系统模型 15.4.7其他模型 15.5通信约束下的网络控制系统稳定性分析 15.5.1网络控制系统稳定的通信约束 15.5.2量化反馈系统的稳定性分析 15.5.3基于状态观测的量化反馈稳定性分析 15.6网络控制系统控制器设计 15.6.1控制器设计方法 15.6.2随机最优控制技术 15.6.3增广确定控制技术 15.6.4基于QoS的控制方法 15.6.5鲁棒控制方法 15.6.6其他控制方法 习题 参考文献