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第一章 概论 1

§1-1 序言 1

一、计算机控制系统的一般概念 1

目录 1

二、计算机在线和离线控制方式 2

三、实时控制与处理 2

§1-2 计算机控制系统设计的一般步骤 3

一、建立数学模型 3

二、进行静动态计算 3

三、计算机和外围设备的选择 3

§1-3 计算机控制系统的分类 4

一、开环计算机控制系统 4

五、系统软硬件调试 4

四、软件编程 4

二、闭环计算机控制系统 7

三、多级计算机控制系统 11

四、分散集中型计算机控制系统 11

五、分布式的计算机控制系统 12

六、计算机控制系统的可靠性 13

七、计算机控制系统的通讯问题 13

第二章 过程输入输出通道 14

§2-1 过程输入通道 14

一、模入通道的电路结构及其工作原理 14

二、模拟多路切换器 16

三、采样保持器 17

四、模拟／数字转换原理 18

五、单片式集成A/D转换器 22

一、模出通道的电路结构及其工作原理 24

§2-2 过程输出通道 24

二、数／模转换原理 25

三、单片式集成D/A转换器 30

§2-3 模入模出接口板 32

第三章 计算机控制系统设计理论 35

§3-1 线性定常离散系统的数学描述 35

一、线性定常离散系统 35

二、差分方程 36

§3-2 采样过程和采样定理 40

一、采样过程的数学描述 41

二、采样信号的频谱分析及采样定理 42

§3-3 Z变换 45

一、Z变换定义 45

二、Z变换方法 45

三、Z变换的性质 47

四、Z反变换 49

五、用Z变换求解差分方程 50

§3-4 脉冲传递函数 52

一、脉冲传递函数的定义 52

二、脉冲传递函数与差分方程的相互转换 53

三、脉冲传递函数求法 54

四、扩展Z变换 58

§3-5 保持器 63

一、零阶保持器 64

二、一阶保持器 66

§3-6 线性离散系统特性分析 68

一、稳定性分析 68

二、静态误差 70

§3-7 计算机控制系统的连续设计方法 73

一、概述 73

二、数字PID调节器的连续设计 74

三、数字滤波器法 79

§3-8 计算机控制系统的离散设计方法 86

一、最小拍随动系统的数字调节器设计 86

二、具有大滞后对象的计算机控制系统设计 96

§3-9 建模和自适应控制算法 101

一、被控对象数学模型的建立 102

二、自适应控制算法 112

第四章 数据采集及处理 119

§4-1 微型计算机数据采集系统 119

一、数据采集系统的基本程序流程图 119

二、多路采集系统的程序框图 119

§4-2 数字滤波 120

一、硬件滤波 121

二、软件滤波 124

§4-3 线性化处理 128

一、可用数学方程表示的处理 128

二、折线近似与插值逼近 129

三、标度变换 131

§4-4 越限报警及显示 132

一、越限报警 132

二、显示 133

第五章 实时控制系统的设计 139

§5-1 用微型机控制直流可逆调速系统 139

一、问题的提出 139

二、系统硬件连接 139

三、对象数学模型、控制器的设计及采样周期的选择 139

四、系统软件设计 151

二、微机化随动系统的组成 175

一、引言 175

§5-2 数字随动系统 175

三、控制对象的数学模型，控制器的设计及 177

采样周期的确定 177

四、系统软件设计 180

五、数字随动系统负载观测器 183

§5-3 电加热炉炉温随机最优控制 187

一、概述 187

二、控制对象的模型辨识 188

三、卡尔曼滤波器的设计 194

四、最佳反馈控制器的设计 196

五、自适应补偿的计算 196

六、控制器算法总框图及软件设计 197

七、电加热炉自由升温分段最优控制 200

一、非晶制带生产工艺及对自动控制提出的要求 202

§5-4 非晶制带钢水液位智能控制系统 202

八、结论 202

二、非晶制带钢水液位控制被控对象特性分析 203

三、非晶制带钢水液位智能控制问题的引入 205

四、非晶制带钢水液位智能控制系统硬件连接 206

五、非晶制带钢水液位智能控制系统的设计 206

六、非晶制带钢水液位模糊控制系统的设计 208

七、仿真和实时控制结果 212

§5-5 实时控制系统软件编制语言 217

一、用汇编语言编制应用程序 217

二、混合汇编语言在实时控制中的应用 217

三、高级语言在实时控制中的应用 219

附录一、例题解答及题例分析 220

附录二、部分Z—80汇编语言实时控制程序清单 236

参考文献 239