新世纪计算机课程系列规划教材 计算机测控技术PDF电子书下载

1绪论 1

1.1 计算机测控系统的定义 1

1.2 计算机测控系统的组成 3

1.2.1 计算机测控系统的硬件组成 3

1.2.2 计算机测控系统的软件组成 8

1.3 计算机测控系统的类型 9

1.4 计算机测控系统的发展 13

1.4.1 计算机测控系统的发展概况 13

1.4.2 计算机测控系统的发展趋势 13

习题1 16

2测控系统的接口设计 17

2.1 开关量输入/输出接口与过程通道 17

2.1.1 数字量输入接口 17

2.1.2 数字量输出接口 18

2.1.3 数字量输入通道 18

2.1.4 数字量输出通道 20

2.2 模拟量输入接口与过程通道 21

2.2.1 模拟量输入通道的结构 21

2.2.2 模拟量输入通道的组成 22

2.3 模拟量输出接口与过程通道 34

2.3.1 模拟量输出通道的结构形式 35

2.3.2 D/A转换器 35

2.4 输入/输出信号的隔离 41

2.4.1 模拟量输入/输出信号的隔离 41

2.4.2 数字量输入/输出信号的隔离 45

2.5 人机接口设计 46

2.5.1 键盘接口技术 46

2.5.2 显示接口技术 51

习题2 57

3现代测控系统的数据处理及控制理论 59

3.1 测控系统中的滤波技术 59

3.2 测量数据预处理技术 61

3.2.1 误差的来源 61

3.2.2 测量误差的分类 62

3.2.3 减小系统误差的方法 63

3.2.4 减小随机误差的方法 64

3.3 线性离散系统的数学描述 65

3.3.1 差分方程 65

3.3.2 Z变换 67

3.3.3 Z反变换 73

3.3.4 脉冲传递函数 75

3.3.5 计算机测控系统的稳定性分析 80

3.4 数字控制器模拟化设计 89

3.4.1 模拟控制器的数字化处理 89

3.4.2 模拟PID控制器及其作用 90

3.4.3 数字PID算法的改进 94

3.4.4 数字PID控制器参数整定方法 97

3.5 数字控制器离散化设计 101

3.5.1 概述 101

3.5.2 最少拍系统的设计 102

3.5.3 最少拍无纹波系统的设计 109

3.5.4 大林算法 114

习题3 119

4测控系统的软件设计 122

4.1 测控系统软件开发任务与步骤 122

4.2 测控系统的程序设计 123

4.2.1 软件设计基本原则 123

4.2.2 模块化程序设计 124

4.2.3 自顶向下的程序设计法 125

4.2.4 实时控制程序的结构设计 126

4.3 测控系统的组态软件 127

4.3.1 组态软件的系统构成 127

4.3.2 组态软件的功能与特点 128

4.3.3 几种流行的组态软件 129

习题4 130

5测控系统的抗干扰技术 131

5.1 测控系统常见干扰来源与分类 131

5.1.1 干扰的来源 131

5.1.2 干扰的分类 132

5.2 硬件抗干扰技术 133

5.2.1 过程通道抗干扰技术 134

5.2.2 系统供电与接地技术 138

5.2.3 CPU抗干扰技术 142

5.3 软件抗干扰技术 143

5.3.1 输入输出数字量的软件抗干扰技术 143

5.3.2 指令冗余技术 144

5.3.3 软件陷阱技术 145

5.4 容错技术 145

习题5 147

6测控系统中的总线与通信技术 148

6.1 概述 148

6.1.1 基本概念 148

6.1.2 并行总线扩展技术 149

6.1.3 串行通信技术 151

6.2 芯片之间的串行总线技术 152

6.2.1 SPI 152

6.2.2 I2C 153

6.3 板卡之间的总线技术 155

6.3.1 ISA 155

6.3.2 PCI 156

6.3.3 PCI-E 158

6.3.4 PXI 158

6.4 设备之间的接口和协议 159

6.4.1 RS-232C和RS-485 159

6.4.2 Modbus 160

6.4.3 现场总线 161

6.4.4 工业以太网 163

习题6 164

7计算机测控系统设计方法与工程实例 165

7.1 计算机测控系统的设计方法 165

7.1.1 计算机测控系统的生命周期 165

7.1.2 计算机测控系统的共性要求 166

7.1.3 计算机测控系统的研发步骤 167

7.2 计算机测控系统的控制器选型 169

7.2.1 工业控制计算机 169

7.2.2 可编程逻辑控制器 170

7.2.3 单片机 171

7.3 基于工控机和PLC的橡胶硫化过程控制系统实例 172

7.3.1 项目背景和需求 172

7.3.2 系统方案讨论与分析 173

7.3.3 系统详细设计 174

7.3.4 安装与调试 176

习题7 177

参考文献 178