单片微机控制技术PDF电子书下载

第一章　计算机控制系统概述 1

1-1　自动控制基本概念 1

1-2　开环和闭环控制系统 2

1-3　对控制系统的基本要求 3

1-4　计算机控制系统 6

1-5　计算机集成制造系统CIMS 14

第二章　单片微机及软件设计 18

2-1　单片微机简介 18

2.1.1 8位单片机 18

2.1.2 16位单片机 23

2-2　MCS-51系列单片机 25

2.2.1　MCS-51结构 28

2.2.2　定时器/计数器 31

2.2.3　串行接口 33

2.2.4　中断系统 36

2.2.5　MCS-51指令系统 38

2.2.6　MCS-51系统扩展方法 47

2-3　运算程序设计 49

2.3.1　定点数运算 49

2.3.2　浮点数运算 57

2.3.3　数制转换 63

2-4　单片微机常用数值方法 67

2.4.1　代数插值 67

2.4.2　函数逼近 71

2.4.3　方程的根 74

2.4.4　数值微分与数值积分 75

2.4.5　常用函数计算方法 77

2-5　数字滤波技术 81

2.5.1　算术平均值法 81

2.5.2　滑动平均值法 81

2.5.3　防脉冲干扰平均值法 82

2.5.4　低通数字滤波 83

习题 84

3-1　输入/输出通道结构 85

3.1.1　输入通道 85

第三章　输入/输出通道 85

3.1.2　输出通道 89

3-2　常用传感器 90

3.2.1　温度传感器 91

3.2.2　光敏传感器 95

3.2.3　压敏传感器 97

3 2.4　磁感传感器 99

3.3.5　转速传感器 100

3.2.6　其他传感器 101

3-3　常用执行部件 101

3.3.1　步进电机 101

3.3.2　三相交流异步电机 104

3.3.3　直流电动机 104

3.3.4　可控硅 105

3.3.5　电磁阀 107

3-4　信号采样 108

3.4.1　信号的采样 108

3.4.2　量化和量化误差 108

3.4.3　采样保持器 110

3-5　数模转换器(D/A) 113

3.5.1　数模转换器工作原理 113

3.5.2　数模转换器的主要技术参数 114

3.5.3　并行接口D/A转换器 115

3.5.4　串行接口D/A转换器 121

3.6.1　模数转换原理 126

3-6　模数转换器(A/D) 126

3.6.2　A/D转换器的主要技术参数 127

3.6.3　并行接口A/D转换器 128

3.6.4　串行接口A/D转换器 135

3.6.5　双积分A/D转换器 138

3.6.6　VFC电压频率转换器 146

3-7　数据采集系统实例 148

3.7.1　数据采集系统的组成 148

3.7.2　数据采集系统的软件 148

习题 153

4-1　连续线性系统 154

4.1.1　连续线性系统的数学描述 154

第四章　计算机控制系统理论基础 154

4.1.2　拉普拉斯变换 157

4.1.3　传递函数 161

4.1.4　方块图及其变换 165

4-2　反馈控制系统简介 171

4.2.1　反馈的作用 171

4.2.2　控制系统的稳定性 173

4.2.3　控制系统的稳态误差 175

4.2.4　自动控制系统设计方法简介 176

4-3　模拟PID控制 178

4.3.1　比例调节器 178

4.3.2　比例积分调节器(PI) 179

4.3.4　PID调节器 180

4.3.3　比例微分调节器(PD) 180

4.3.5　常见过程对象的调节器的选型 181

4-4　线性离散系统的数学描述 182

4.4.1　离散时间信号 182

4.4.2　线性常系数差分方程 183

4.4.3　Z变换 184

4.4.4　连续系统的离散化 188

习题 193

第五章　顺序控制与数字程序控制 194

5-1　概述 194

5-2　顺序控制 194

5.2.1　顺序控制概念 194

5.2.2　顺序控制系统的组成 195

5.2.3　顺序控制器的软件设计方法 199

5.2.4　顺序控制应用举例 204

5-3　数字程序控制 212

5.3.1　数字程序控制系统简介 212

5.3.2　逐点比较插补法 213

5.3.3　单片机数字程序控制系统实例 221

5-4　可编程序控制器(PC) 232

5.4.1　可编程序控制器结构和工作原理 232

5.4.2　PC的编程语言 233

5.4.3　PC的应用方法 234

5.4.4　可编程控制器的设计 239

习题 240

第六章　数字控制器的设计 241

6-1　PID控制规律的离散化设计 241

6.1.1　PID控制规律的离散化 241

6.1.2　PID控制规律的脉冲传递函数形式 243

6.1.3　PID控制器的二阶工程设计法 244

6-2　PID数字控制器算法的改进 246

6.2.1　积分饱和及其防止方法 246

6.2.2　数字PID控制微分作用的改进 247

6.2.3　其他PID控制方法 251

6.2.4　纯滞后的补偿算法 251

6.3.1　PID控制程序设计 253

6-3　PID控制程序设计和参数选择 253

6.3.2　PID调节器参数选择 255

6-4　数字控制器的直接设计方法 258

6.4.1　数字控制器的基本设计方法 259

6.4.2　最少拍有波纹计算机控制系统的设计 260

6.4.3　最少拍无波纹计算机控制系统的设计 263

6-5　数字控制器在计算机上的实现 264

习题 266

第七章　模糊逻辑控制 268

7-1　模糊逻辑 268

7.1.1　模糊数学基本概念 268

7.1.2　模糊逻辑 271

7-2　模糊逻辑控制方法 273

7.2.1　模糊逻辑控制基本概念 273

7.2.2　模糊子集隶属函数定义方法 275

7.2.3　模糊化 277

7.2.4　模糊推理 281

7.2.5　非模糊化 283

7-3　模糊推理器设计方法 285

7.3.1　模糊推理器 285

7.3.2　输入隶属函数及模糊化 286

7.3.3　模糊推理规则和规则推理 289

7.3.4　输出隶属函数和非模糊化 292

7.3.5　Motorola公司模糊控制软件 292

7.4.1　模糊控制系统设计方法 298

7-4　模糊控制系统设计和应用 298

7.4.2　反向摆控制系统 305

7.4.3　通用模糊控制器 307

7.4.4　模糊推理开发环境 309

7-5　模糊控制系统的特点和发展 315

7.5.1　模糊控制系统的特点 315

7.5.2　模糊逻辑的应用 316

7.5.3　模糊控制的发展 317

7.5.4　模糊微控制器(FMC) 320

习题 323

8-1　控制系统设计的一般步骤 324

第八章　单片微机控制系统设计 324

8-2　实时多任务操作系统 330

8.2.1　实时系统和中断处理 330

8.2.2　实时操作系统简介 331

8.2.3　实时任务调度 332

8.2.4　任务通信控制 336

8.2.5　实时时钟 339

8.2.6　输入/输出和中断处理 341

8.2.7　实时多任务操作系统环境下的应用软件设计方法 344

8.2.8　1DCX51实时多任务操作系统 347

8.2.9　其他单片微机实时多任务操作系统简介 352

8-3　双闭环直流数字调速系统 355

8.3.1　双闭环直流数字调速系统结构 355

8.3.2　电流环和速度环控制算法 356

8.3.3　可控硅触发控制 358

8.3.4　控制器硬件结构 360

8.3.5　控制器软件设计 362

8-4　单片微机温度控制系统 363

8.4.1　烘箱温度控制器结构 363

8.4.2　烘箱控制方法 364

8.4.3　烘箱模糊控制器硬件结构 366

8.4.4　烘箱模糊控制器钦件结构 368

习题 370

第九章 多机控制系统 371

9-1　多微机系统 371

9.1.1　多微机系统结构 372

9.1.2　多微机系统的连接和通信 374

9-2　分级结构多机控制系统 375

9.2.1　分级结构多机控制系统结构 375

9.2.2　监控和管理计算机 376

9.2.3　分级多机系统的通信 377

9.2.4　典型分级计算机控制系统 379

9-3　一种实用的分布式控制系统——BITBUS 381

9.3.1　BITBUS结构 381

9.3.2　BITBUS通信规程 383

9.3.3　BITBUS固件 387

9.3.4　BITBUS应用 391

参考书目 394