计算机控制系统

第1章　计算机控制系统概述　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.1　计算机控制系统的组成　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.1.1　计算机控制系统的硬件　　　　　　　　　　　　 1.1.2　计算机控制系统的软件　　　　　　　　　　　　 1.2　计算机控制系统的主要特征　　　　　　　　　　　　　　　 1.3　计算机控制系统的分类　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.3.1　数据采集系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.3.2　直接数字控制系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.3.3　计算机监督系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.3.4　分布式计算机控制系统　　　　　　　　　　　　 1.3.5　现场总线控制系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.4　计算机控制系统的发展概况　　　　　　　　　　　　　　　 1.4.1　计算机控制系统的发展过程　　　　　　 1.4.2　计算机控制系统的发展趋势　　　　　　 习题与思考题

第1章　计算机控制系统概述　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.1　计算机控制系统的组成　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.1.1　计算机控制系统的硬件　　　　　　　　　　　　 1.1.2　计算机控制系统的软件　　　　　　　　　　　　 1.2　计算机控制系统的主要特征　　　　　　　　　　　　　　　 1.3　计算机控制系统的分类　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.3.1　数据采集系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.3.2　直接数字控制系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.3.3　计算机监督系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.3.4　分布式计算机控制系统　　　　　　　　　　　　 1.3.5　现场总线控制系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.4　计算机控制系统的发展概况　　　　　　　　　　　　　　　 1.4.1　计算机控制系统的发展过程　　　　　　 1.4.2　计算机控制系统的发展趋势　　　　　　 习题与思考题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第2章　数字控制器的直接设计方法　　　　　　　　　　　　　　　 2.1　离散系统信号的变换　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.1.1　模拟控制系统和计算机控制系统 2.1.2　计算机控制系统中的信号　　　　　　　　　 2.2　模拟化设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.3　数字控制器的离散化设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.3.1　离散化设计的方法和步骤　　　　　　　　　 2.3.2　最少拍控制系统的设计　　　　　　　　　　　　 2.3.3　GC（z）和GE（z）的选择　　　　　　　　　　　　 2.3.4　最少拍无波纹控制系统的设计　　　 2.3.5　大林算法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.4　数字控制器D（z）的实现　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.4.1　直接程序设计法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.4.2　串行程序设计法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2.4.3　并行程序设计法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 习题与思考题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第3章　数字PlD及其算法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.1　PID控制及其算法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.2　PID控制器的数学模型 3.2.1　模拟系统的PID算法　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.2.2　数字PID算法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.2.3　PID算法的程序设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.3　PID控制中参数的整定　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.3.1　采样周期T的确定　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.3.2　PID控制中参数的整定方法　　　　　　　　　　　　 3.4　数字PID控制的改进　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.5　PID控制算法举例　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3.5.1　计算机控制的快速光加热系统　　　　　　　　　 3.5.2　汽车安全辅助驾驶系统的PID控制 习题与思考题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第4章　控制用微型计算机　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.1　单片微型计算机　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.1.1　常用的单片微型计算机　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.1.2　单片机控制系统　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.1.3　单片机控制应用举例　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.2　可编程控制器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4.2.1　PLC的发展概况　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.2.2　可编程控制器的特点　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.2.3　可编程控制器的功能和应用　　　　　　　　　　　　 4.2.4　可编程控制器的硬件结构和编程方式 4.2.5　可编程控制器应用举例　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4.3　工业控制机　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4.3.1　STD（Standard）总线工业控制机　　　　　 4.3.2　PC总线工业控制机　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 习题与思考题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第5章　输入/输出通道与接口技术　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.1　总线接口技术　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.1.1　系统总线接口　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.1.2　TTL与CMOS电平互换　　　　　　　　　　　　　　　 5.2　模拟信号输入/输出通道　　　　　　　　　　　　　　　 5.2.1　传感器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.2.2　模拟信号输入通道　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.2.3　多路开关　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.2.4　采样／保持　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.2.5　A／D转换器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.2.6　模拟量输出通道　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.3　模拟量输入偷出通道的设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5.3.1　A／D通道的几种结构形式　……第6章　控制系统的软件和常用控制程序设计第7章　微机控制系统的可靠性与抗干扰技术第8章　计算机控制系统总线及现场总线技术第9章　微型计算机控制系统的设计方法参考文献

本书以自动控制理论与计算机技术的有机结合为基础，深入系统地讲述了计算机控制系统的基本概念、组成和设计方法，列举了许多实际工程运用的例子，强调理论与实践的结合以及培养学生的综合运用能力。 本书在编写中注意吸收国内外先进理论和技术，介绍近几年来发展的新技术和新产品。各章都有一定数量的例题和习题，以利于读者对课程的理解。 本书可以作为高等院校自动化类、电气工程类、机械电子类、仪器仪表类等相关专业本科生或研究生的教材和参考书，也可供从事计算机控制及应用工作的工程技术人员和广大科技人员阅读。

本书共分9章。第1章介绍了计算机控制系统的组成、分类和发展概况；第2章介绍了数字控制器的直接设计方法；第3章讨论了数字PID算法；第4章和第5章讲述了计算机控制系统中常采用的几种微型计算机，输入/输出通道和接口技术；第6章讲述了计算机控制系统的软件结构；第7章讲述了计算机控制系统的抗干扰技术；第8章介绍了现场总线及其在计算机控制系统的应用；第9章介绍了微型计算机控制系统的总体设计方法。上述内容可根据不同专业学生的实际情况选定。