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目录 1

第一章　绪论 1

§1.1　计算机控制系统 1

§1.2 实时控制最小微计算机系统的组成 3

§1.3　程序设计语言 4

§1.4 汇编语言程序 5

§1.5 汇编与连接汇编 6

§1.6 EPROM（或ROM）的应用 13

2.1.1 实时控制对微计算机硬件扩展的要求 15

第二章　微计算机硬件扩展§2.1 概述 15

2.1.2　接口简述 17

§2.2 开关量I/O接口片 18

2.2.1　Z80-PIO接口片 18

2.2.2 TMS-5501接口片 22

2.2.3　8255接口片 24

§2.3　实时时钟 28

2.3.1　Z80-CTC结构及功能 29

2.3.2　CTC编程顺序和规定 30

2.3.3　定时器工作方式 31

§2.4　TU-ART接口插件板 32

2.4.1　命令寄存器 33

2.4.2　状态寄存器 33

2.4.3　波特率寄存器 34

2.4.4　中断屏蔽寄存器 34

2.4.5　中断地址寄存器 35

2.4.6　实时时钟的控制 35

2.4.7　中断管理 36

§2.5 模拟通道接口 37

2.5.1　转换器的技术指标 37

2.5.2　D＋7A接口插件板 38

2.5.3　高精度模拟通道接口 40

§2.6 快速数据通道——DMA 43

2.6.1　DMA简介 43

2.6.2　Z80-DMA简介 43

第三章　实时控制程序设计基础§3.1　伪指令 45

3.1.1　伪指令ORG 46

3.1.2　伪指令EQU 46

3.1.3　伪指令END 46

3.1.4　伪指令DB 46

3.1.5　伪指令DW 47

3.1.6　伪指令DS 48

3.1.7　伪指令EXT 48

3.1.8　伪指令ENT 49

3.1.9　伪指令＊INCLUDE 49

3.1.10　伪指令COM 49

§3.2　宏（MACRO）及其应用 50

3.2.1　宏的定义 50

§3.3 子程序（SUBROUTINE）及其调用 51

3.2.2　带有形式参数的宏 51

3.3.1　子程序的来源及调用方式 52

3.3.2　参数的传递 54

3.3.3　现场保护 55

§3.4　宏与子程序比较 56

§3.5 中断及中断服务程序 57

§3.6　人-机联系 59

§3.7 实时控制程序的一般结构 60

§3.8　实时时钟的检查程序 62

§3.9　单板机的开发 64

3.9.2　并行传递方式 65

3.9.1　磁带传递方式 65

3.9.3　串行传递方式 66

3.9.4　装入程序的使用 69

第四章　数字控制系统的模拟化设计方法§4.1　引言 73

§4.2　模拟量校正装置的离散化方法 74

4.2.1　Z变换法 74

4.2.2　带有零阶保持器的Z变换法 75

4.2.3　差分反演法 76

4.2.4　根匹法 76

4.2.5　双线性变换法 77

4.3.1　伺服系统设计（例1） 80

§4.3　设计举例 80

4.3.2　伺服系统设计（例2） 82

§4.4　混合仿真实验 93

§4.5 离散化方法的比较 94

§4.6 数字PID控制器 95

4.6.1　基本算法 95

4.6.2　PID算法的实现 97

4.6.3　PID控制器的参数整定 101

4.6.4　PID控制器的发展——非线性PID控制器 109

4.7.1　概述 112

4.7.2　常用的数字滤波方法 112

§4.7　数字滤波器 112

第五章　FORTRAN语言在实时控制中的应用§5.1　概述 116

§5.2 FORTRAN子程序库的 116

调用 116

5.2.1　数据类型及内存分配 116

5.2.2　子程序功能及其调用方法 117

§5.3 汇编与FORTRAN语言 118

联合使用 118

5.3.1　基本方法 118

5.3.2　中断请求的处理 119

5.3.3　数据传递 121

5.3.4　应用举例 123

§5.4 实时FORTRAN语言的 126

开发 126

5.4.1　实时子程序库 126

5.4.2　主程序、参数赋值子程序与控制算法子程序 129

第六章　信号的产生与数据采集§6.1 应用微计算机的信号发生器 132

6.1.1　典型形式信号的产生 132

6.1.2　二位式伪随机信号（PRBS）发生器 135

6.1.3　任意波形发生器 141

6.1.4　复杂波形的产生 143

§6.2　数据采集和传输 147

6.2.1　数据采集的基本方法 147

6.2.2　应用微计算机的记忆示波器 148

6.2.3　模拟信号的传输 156

§6.3　巡回检测 158

6.3.1　基本的巡回检测系统 159

6.3.2　多路开关的应用 160

第七章　系统辨识与自适应控制§7.1　概述 164

7.2.1　参数估计的最小二乘算法（非递推） 165

§7.2　最小二乘法参数估计及实现 165

7.2.2　最小二乘算法的计算机程序（非递推） 168

7.2.3　最小二乘法参数估计的递推算法 171

7.2.4　递推最小二乘算法的程序设计 173

§7.3 系统辨识的相关分析法 177

7.3.1　相关分析法的原理 177

7.3.2　系统框图及程序设计 179

7.3.3　实验的安排 181

7.4.1　算法 182

7.4.2　程序设计 182

§7.4　卡尔曼滤波器用于系统参数估计 182

7.4.3　应用举例 183

§7.5 自校正控制器 185

7.5.1　引言 185

7.5.2 自校正控制器的算法 185

7.5.3　程序设计 187

7.5.4　应用举例 188

§8.2 D（Z）的实现（编程）方法 192

8.2.1 直接法（1） 192

第八章　数字控制器的实现问题§8.1 前言 192

8.2.2　直接法（2） 194

8.2.3 串联法 195

8.2.4　并联法 196

§8.3 量化误差 196

8.3.1　截尾（截断）与舍入误差 196

8.3.2　数值误差来源 197

8.3.3　误差的直观分析 198

§8.4 量化噪声及其传播 199

8.4.1　截断及舍入误差的统计特性 199

8.4.2　量化噪声在系统中的传播 199

8.4.3　几种实现方法的比较 200

§8.5 系数误差及其对控制器的影响 205

§8.6　字长的确定 206

8.6.1　A/D变换器的字长 206

8.6.2　运算程序的字长 208

8.6.3 D/A变换器的字长 208

§8.7　极限振荡环 208

8.7.1　有限字长引起的振荡环 209

8.7.2　溢出引起的极限振荡 211

§9.1 前言 213

§9.2 步进电机的工作原理 213

第九章　步进电机控制 213

§9.3 步进电机与微计算机的接口 214

§9.4 步进电机的开环控制 217

9.4.1　基本的控制程序 218

9.4.2　自动加／减速控制 219

9.4.3　定位技术 220

§9.5 步进电机的闭环控制 222

9.5.1　编码器 222

9.5.2　传感器与微计算机的接口 223

9.5.3　核步法闭环控制 223

参考文献 229