计算机控制技术

第1章 计算机控制系统概述

1.1 自动控制系统的工作原理

1.1.1 自动控制的任务

1.1.2 反馈控制系统工作原理

1.1.3 反馈控制系统的组成

1.1.4 自动控制系统的类型

1.2 被控对象的特性

1.2.1 被控对象特性的类型

1.2.2 被控对象特性的一般分析

1.3 对控制系统的基本要求

1.3.1 控制系统典型外作用函数

1.3.2 闭环控制系统的过渡过程

1.3.3 闭环控制系统的控制指标

1.3.4 计算机控制系统的综合控制指标

1.4 计算机控制系统组成和分类

1.4.1 计算机控制系统一般概念

1.4.2 计算机控制系统的硬件组成

1.4.3 计算机控制系统软件组成

1.4.4 计算机控制系统的分类

本章小结

练习

第2章 传感器

2.1 传感器概述

2.1.1 传感器的作用及组成

2.1.2 传感器分类

2.1.3 对传感器的主要技术要求

2.1.4 不同领域使用的传感器

2.1.5 用于机器人的传感器

2.1.6 家用设施所需传感器

2.1.7 医疗卫生保健领域使用的主要传感器

2.2 机械量传感器

2.2.1 压电传感器

2.2.2 电感式接近传感器

2.2.3 光栅位移传感器

2.3 热工量传感器

2.3.1 集成温度传感器

2.3.2 高分子材料湿度传感器

2.3.3 涡流流量传感器

2.4 光传感器

2.4.1 光电式传感器

2.4.2 红外光传感器

2.4.3 紫外线传感器

2.5 其他传感器

2.5.1 气敏传感器

2.5.2 超声波传感器

2.5.3 霍尔传感器

本章小结

练习

第3章 执行器

3.1 执行器概述

3.1.1 执行器应具备的主要技术特征

3.1.2 执行器的分类及特点

3.2 气动执行器

3.2.1 气动执行器的基本结构和工作原理

3.2.2 气动执行器与计算机的连接

3.3 电动执行器

3.3.1 伺服电动机

3.3.2 步进电动机

3.3.3 调节阀

3.3.4 电磁阀

3.3.5 固态继电器

3.4 液压执行器

3.5 防火、防爆和手动/自动、无扰动切换

3.5.1 防爆栅

3.5.2 手动/自动、无扰动切换

本章小结

练习

第4章 计算机过程输入/输出技术

4.1 模拟量输入通道

4.1.1 输入信号的处理

4.1.2 模拟多路开关

4.1.3 程控增益放大器

4.1.4 采样和采样定理

4.1.5 A/D转换器及其和微处理器的连接

4.2 模拟量输出通道

4.2.1 模拟量输出通道的结构形式

4.2.2 单片D/A转换器和CPU的连接

4.2.3 D/A转换器的输出方式

4.2.4 D/A转换模板的通用性

4.3 开关量输入/输出通道

4.3.1 数字量输入接口

4.3.2 数字量输出通道

本章小结

练习

第5章 数据处理技术

5.1 数字滤波

5.1.1 惯性滤波法

5.1.2 算术平均值滤波法

5.1.3 加权平均滤波法

5.1.4 中值滤波法

5.1.5 防脉冲干扰平均值法（复合滤波法）

5.1.6 滑动平均滤波法

5.1.7 程序判断滤波法

5.2 标度变换与线性化处理

5.2.1 标度变换

5.2.2 线性化处理

5.3 查表技术

5.3.1 顺序查表法

5.3.2 折半查表法

5.3.3 计算查表法

5.4 报警处理

5.4.1 越限报警处理

5.4.2 声光和语音报警

本章小结

练习

第6章 微机测控系统抗干扰技术

6.1 干扰的来源和传播途径

6.1.1 干扰的种类

6.1.2 干扰传播途径

6.2 干扰抑制的基本原则

6.3 干扰抑制技术

6.3.1 电源系统的抗干扰措施

6.3.2 接地系统的抗干扰措施

6.3.3 I/O接口的抗干扰措施

6.3.4 输入/输出传输线的抗干扰措施

6.3.5 静电和电磁干扰的抑制

6.3.6 软件抗干扰措施

本章小结

练习

第7章 数字PID控制

7.1 数字PID控制算法

7.1.1 连续控制系统的PID控制规律

7.1.2 位置式PID算式

7.1.3 增量式PID算式

7.1.4 PID程序设计时应考虑的若干问题

7.2 积分饱和及其抑制

7.2.1 积分饱和的原因及其影响

7.2.2 积分饱和的抑制

7.3 数字PID算法的改进

7.3.1 对微分项的改进

7.3.2 带死区的PID算式

7.3.3 给定值突变时的改进算法

7.3.4 砰砰-PID复合控制

7.4 PID调节器参数确定与在线修改

7.4.1 扩充临界比例度法

7.4.2 PID参数的在线修改

本章小结

练习

第8章 可编程序控制器

8.1 PLC的工作原理与硬件组成

8.1.1 PLC的基本组成部件

8.1.2 可编程序控制器的特点

8.1.3 可编程序控制器的应用

8.1.4 PLC的工作原理

8.1.5 PLC的硬件

8.2 PLC的编程语言及软件设计

8.2.1 梯形图编程语言

8.2.2 顺序功能图编程

8.3 可编程序控制器控制注塑机

8.3.1 注塑机的工艺流程

8.3.2 确定I/O点及分配I/O地址

8.3.3 控制系统梯形图

8.3.4 梯形图指令表

本章小结

练习

第9章 集散系统和CIMS系统简介

9.1 集散系统

9.1.1 系统的主要特点

9.1.2 基本组成部件

9.1.3 DCS的结构特点

9.1.4 DCS的体系结构

9.1.5 典型DCS系统简介

9.2 计算机集成制造系统（CIMS）简介

9.2.1 CIMS追求生产活动的整体优化

9.2.2 CIMS的组成

9.2.3 CIMS的基础技术

9.2.4 CIMS结构

本章小结

练习

第10章 微机测控系统实例

10.1 微机测控系统设计的原则与步骤

10.1.1 系统设计的基本原则

10.1.2 系统设计步骤

10.2 基于PIC16单片机的空调控制系统

10.2.1 控制器原理

10.2.2 硬件设计

10.2.3 软件设计

10.3 物料传送带送料装车PLC控制系统

10.3.1 传送带的工艺流程和控制要求

10.3.2 确定I/O点和分配I/O地址

10.3.3 控制系统梯形图

10.3.4 物料自动传送装车控制系统的指令表

10.4 高档PLC电厂输煤程控系统

10.4.1 系统要求

10.4.2 PLC选择

10.4.3 系统结构

10.4.4 上位机

10.4.5 系统组态图

10.5 CO2送肥系统的设计

10.5.1 CO2对农作物生产的重要意义

10.5.2 CO2送肥系统的关键设备

10.5.3 红外CO2测试仪的设计

10.5.4 CO2发生器的选择

10.5.5 单片机采样控制系统的硬件设计

10.5.6 单片机采样控制系统的软件设计

10.6 数控机床

10.6.1 车床数字控制器的主要任务

10.6.2 逐点比较法的插补原理

10.6.3 数字控制中其他一些重要

概念

本章小结

练习

参考文献

《计算机控制技术（第3版）》以微控制器在智能化测量和自动控制中的应用为主线，概要地介绍了连续控制系统和微机测控系统的工作原理和基本结构，从应用的角度介绍了测控系统中主要使用的传感器和执行器，循序渐进地介绍了微机测控系统的输入/输出技术、数据处理和抗干扰技术、常用的控制算法和控制参数确定技术，以及可编程序控制器的工作原理和应用技术，还介绍了微机测控系统的最新发展。《计算机控制技术（第3版）》列举了不同领域中使用的微机测控系统实例，供不同行业的读者学习。《计算机控制技术（第3版）》编写过程中尽量避免复杂的数学推导和理论分析，着重于实际应用。
　　《计算机控制技术（第3版）》可作为高等院校、职业院校自动控制、机电一体化、电气、机械及医疗仪器等专业的教学用书，也可供从事微机应用或自动化工作的工程技术人员参考。