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第1章　绪论 1

1.1　计算机控制系统概述 2

1.2　计算机控制系统的组成 6

1.2.1　计算机控制系统的硬件 6

1.2.2　计算机控制系统的软件 9

1.3　计算机控制系统的分类 10

1.3.1　操作指导控制系统 10

1.3.2　直接数字控制系统（DDC） 10

1.3.3　计算机监督控制系统（SCC） 11

1.3.4　分布式控制系统（DCS） 12

1.3.5　计算机集成制造系统（CIMS） 12

1.3.6　现场总线控制系统（FCS） 14

1.3.7　嵌入式控制系统 16

1.4　计算机控制系统的发展概况及发展趋势 17

1.4.1 计算机控制系统的发展历史 17

1.4.2　计算机控制系统的发展趋势 19

习题1 21

2.1 I/O接口在计算机控制系统中的应用 22

第2章　计算机控制系统的I/O接口和I/O通道 22

2.2.1 程序控制方式 24

2.2　I/O控制方式 24

2.2.2 中断控制方式 28

2.2.3　存储器直接存取方式（DMA） 29

2.2.4　通道控制方式 30

2.3　I/O接口设计的一般方法及应用举例 32

2.3.1　数字量的输入输出 32

2.3.2　开关量的输入输出 33

2.4.1　数字量输入输出通道 34

2.4　I/O通道的组成及工作原理 34

2.4.2　模拟量输入输出通道 38

2.5　D/A转换器的原理及应用 45

2.5.1　D/A转换器的原理 46

2.5.2　D/A转换器的应用 48

2.6　A/D转换器的原理及应用 49

2.6.1　A/D转换器的原理 49

2.7　I/O通道的抗干扰技术 52

2.6.2　A/D转换器的应用 52

2.7.1　干扰的分类 53

2.7.2　干扰的耦合方式 54

2.7.3　常见的抗干扰技术 54

习题2 55

第3章　常用控制程序设计 56

3.1　巡回检测程序设计 56

3.2　数字滤波程序设计 60

3.2.1　算术平均值滤波 60

3.2.2 中值滤波 62

3.2.3　一阶滞后滤波 63

3.2.4　程序判断滤波 64

3.2.5　加权算术平均值滤波 66

3.2.6　多级数字滤波器 67

3.3　标度变换程序设计 68

3.3.1 线性参数标度变换公式 68

3.3.2　非线性参数标度变换公式 69

3.4　上下限报警处理程序设计 70

3.5　软件抗干扰技术 71

3.6　查表技术 74

3.7　数据预处理技术 77

3.7.1 系统误差的自动校准 77

3.7.2　线性插值法 78

3.8　中小功率直流电机调速控制 80

3.9　步进电机控制 84

3.9.1 步进电机的结构与工作原理 85

3.9.2　步进电机的工作方式 86

3.9.3　步进电机程序控制原理 87

习题3 91

第4章　数字控制器的连续化设计方法 93

4.1　数字控制器的连续化设计步骤 94

4.2　模拟调节器的离散化方法 96

4.3　PID算法的数字实现 101

4.3.1　模拟PID调节器 101

4.3.2　PID算法的数字实现 105

4.4.1 对积分项的改进 107

4.4　几种改进的PID控制算法 107

4.4.2　对微分项的改进 111

4.4.3　其他改进的PID控制算法 113

4.5　PID控制器的参数整定 117

4.6　纯滞后对象的控制算法——施密斯（Smith）预估控制 122

习题4 124

第5章　数字控制器的离散化设计方法 126

5.1　数字控制器的离散化设计步骤 126

5.2.1 典型输入下理想最少拍无差系统的设计 128

5.2　最少拍无差随动系统的设计 128

5.2.2 最少拍控制器的物理可实现性和稳定性要求 131

5.2.3　最少拍有纹波控制器的设计 132

5.2.4　最少拍无差控制器的局限性 136

5.3　最少拍无纹波随动系统的设计 138

5.4　数字控制器的频域设计法 144

5.4.1　w变换 144

5.4.2　数字控制器的频率特性 146

5.4.3　数字控制器的频域法——w变换法设计步骤 148

5.4.4 串联相位滞后校正器的w变换法设计 149

5.4.5 串联相位超前校正器的w变换法设计 152

5.5　纯滞后对象的控制算法——大林算法 154

5.5.1 大林算法的设计原则及数字控制器的形式 155

5.5.2　振铃现象的产生及其消除 156

5.5.3　大林算法的设计步骤 160

5.6　数字控制器的实现方法 161

5.6.1　直接程序设计法 161

5.6.2　串行程序设计法 162

5.6.3　并行程序设计法 164

习题5 165

第6章　总线技术在计算机控制系统中的应用 168

6.1　概述 168

6.1.1 总线结构 168

6.1.2　总线的分类 170

6.1.3　总线特性及性能指标 171

6.1.4　总线标准 172

6.2.1　ISA工业标准总线 173

6.2　PC的局部总线 173

6.1.5 总线控制方法 173

6.2.2　EISA扩展的工业标准结构总线 178

6.2.3　PCI总线 179

6.3　并行通信技术 183

6.3.1　PC并口 183

6.3.2　Enhanced Parallel Port Mode(EPP) 185

6.4　串行通信技术及其标准总线 188

6.4.1　串行通信技术 188

6.4.2 串行通信标准总线 194

6.5　现场总线技术及其应用 196

6.5.1 现场总线控制系统的优越性 197

6.5.2　现场总线系统的技术特点 197

6.5.3　典型现场总线简介 198

习题6 200

第7章　微型计算机控制系统的设计与实践 201

7.1　系统设计的基本要求和特点 201

7.1.1 系统设计的基本要求 201

7.2　微型计算机控制系统的设计方法及步骤 203

7.1.2　系统设计的特点 203

7.2.1　设计步骤 204

7.2.2　系统的设计及实现过程 205

7.3　微型计算机控制系统设计举例 209

7.3.1　ControX2000组态软件简介 209

7.3.2　直流电机控制系统设计 213

7.3.3　步进电机控制系统设计 216

7.3.4　温度控制系统设计 232

习题7 239

8.1.1 分布式计算机控制系统的概念 240

第8章　分布式计算机控制系统 240

8.1　概述 240

8.1.2　分布式计算机控制系统的特点 241

8.1.3　分布式计算机控制系统设计的基本原则 243

8.2　分布式计算机控制系统的体系结构 244

8.3　分布式计算机控制系统的发展 249

8.4　横河电机CENTUM CS 3000 R3集散控制系统 255

习题8 260

参考文献 261