计算机控制技术 第3版PDF电子书下载

第1章 计算机控制系统概述 1

1.1计算机控制系统特征与组成 1

1.1.1计算机控制系统的特征与工作原理 1

1.1.2计算机控制系统的工作原理 3

1.1.3计算机控制系统的硬件组成 4

1.1.4计算机控制系统软件 5

1.2计算机控制系统的分类 6

1.2.1操作指导控制系统 6

1.2.2直接数字控制系统 6

1.2.3监督计算机控制系统 7

1.2.4集散控制系统 8

1.2.5现场总线控制系统 9

1.2.6综合自动化系统 9

1.3计算机控制的发展概况及发展趋势 10

1.3.1计算机控制系统的发展过程 10

1.3.2计算机控制理论的发展概况 11

1.3.3计算机控制系统的发展趋势 14

习题1 15

第2章 工业控制计算机 16

2.1工控机 16

2.1.1 IPC的组成与特点 16

2.1.2 IPC的内部总线 19

2.1.3 IPC的外部总线 24

2.1.4 IPC输入/输出模板 30

2.1.5 IPC的主要产品 32

2.2可编程控制器（PLC） 37

2.2.1可编程控制器的基本结构 37

2.2.2可编程控制器的分类与特点 39

2.2.3可编程控制器的主要产品 41

2.3嵌入式系统 44

2.3.1嵌入式系统的组成与特点 44

2.3.2典型的嵌入式微处理器 48

2.3.3典型的微控制器 51

习题2 52

第3章 输入输出接口与信息通道技术 53

3.1数字量输入输出通道 53

3.1.1数字量输入输出接口技术 53

3.1.2数字量输入通道 54

3.1.3数字量输出通道 56

3.2模拟量输入通道 57

3.2.1模拟量输入通道的组成 57

3.2.2信号调理 57

3.2.3多路转换器 59

3.2.4前置放大器 60

3.2.5采样保持器 62

3.2.6常用的A/D转换器 63

3.2.7 A/D转换器接口设计 66

3.2.8模拟量输入通道设计 70

3.3模拟量输出通道 72

3.3.1模拟量输出通道的结构形式 73

3.3.2常用的D/A转换器 73

3.3.3 D/A转换器接口技术 75

3.3.4 D/A转换器的输出形式 77

3.3.5 V/I变换 78

3.3.6 D/A转换通道设计 79

3.4人-机交互通道 81

3.4.1键盘接口 81

3.4.2显示器接口 84

习题3 90

第4章 计算机控制系统抗干扰技术 91

4.1计算机控制系统主要干扰分析 91

4.1.1干扰的来源 91

4.1.2干扰的传播途径 92

4.1.3过程通道中的干扰 93

4.2过程通道抗干扰技术 94

4.2.1串模干扰的抑制 94

4.2.2共模干扰的抑制 96

4.2.3长线传输干扰的抑制 97

4.3接地技术 98

4.3.1地线系统分析 98

4.3.2计算机控制系统输入环节的接地 101

4.3.3主机系统的接地 101

4.4供电技术 102

4.4.1交流电源环节抗干扰技术 102

4.4.2直流电源环节抗干扰技术 103

习题4 104

第5章 数字控制技术 105

5.1数字控制系统 105

5.1.1数字控制系统的组成 105

5.1.2数字控制原理 106

5.1.3数字控制系统的分类 107

5.1.4伺服控制系统 108

5.2逐点比较法插补原理 109

5.2.1逐点比较法直线插补 110

5.2.2逐点比较法圆弧插补 113

5.3步进电机伺服控制技术 115

5.3.1步进伺服系统的构成 115

5.3.2步进电机的工作原理 116

5.3.3步进电机的工作方式 118

5.3.4步进电机IPC控制技术 119

5.3.5步进电机单片机控制技术 121

5.4直流伺服电机伺服控制技术 123

5.4.1直流伺服电动机的工作原理 123

5.4.2直流伺服电机的驱动与控制 125

习题5 127

第6章 常规及复杂控制技术 128

6.1数字控制器的模拟化设计 128

6.1.1数字控制器的模拟化设计步骤 128

6.1.2数字PID控制器 129

6.1.3数字PID控制器的改进 132

6.1.4数字PID控制器参数的整定 135

6.2计算机控制系统的离散化设计 139

6.2.1数字控制器的离散化设计步骤 139

6.2.2最少拍控制器设计 140

6.2.3最少拍无纹波控制器设计 145

6.3纯滞后控制技术 147

6.3.1大林算法 147

6.3.2 Smith预估控制 151

6.4串级控制技术 154

6.4.1串级控制的结构和原理 154

6.4.2数字串级控制算法 156

6.5前馈—反馈控制算法 156

6.5.1前馈—反馈控制结构 157

6.5.2数字前馈—反馈控制算法 157

6.6解耦控制技术 159

6.6.1解耦控制原理 159

6.6.2数字解耦控制算法 161

习题6 162

第7章 计算机控制系统软件设计技术 164

7.1软件设计技术 164

7.1.1软件设计的方法 164

7.1.2计算机控制系统软件设计 166

7.1.3监控组态软件 168

7.2测量数据预处理技术 172

7.2.1系统误差的自动校准 172

7.2.2线性化处理 173

7.2.3标度变换 174

7.2.4插值算法 177

7.2.5越限报警处理 178

7.3软件抗干扰技术 179

7.3.1数字滤波技术 179

7.3.2输入输出数字量的软件抗干扰技术 183

7.3.3指令冗余技术 183

7.3.4软件陷阱技术 184

7.4数字PID控制器的工程实现 184

7.4.1给定值处理 185

7.4.2被控量处理 185

7.4.3偏差处理 186

7.5.4控制算法的实现 187

7.4.5控制量处理 187

7.4.6自动手动切换 188

习题7 190

第8章 先进控制技术 191

8.1模糊控制技术 191

8.1.1模糊控制的数学基础 191

8.1.2模糊控制基础理论 193

8.1.3模糊控制的基本原理 194

8.1.4模糊控制器的设计 196

8.2神经网络控制技术 199

8.2.1神经网络的基本原理和结构 200

8.2.2神经网络控制 203

8.3预测控制技术 205

8.3.1基本理论 206

8.3.2动态矩阵控制 209

习题8 212

第9章 工业控制网络技术 213

9.1工业控制网络概述 213

9.1.1企业信息化与自动化 213

9.1.2控制网络的特点 214

9.1.3控制网络的类型 214

9.2控制网络技术基础 215

9.2.1网络拓扑结构 215

9.2.2介质访问控制技术 217

9.2.3差错控制技术 218

9.2.4网络协议及其层次结构 219

9.2.5 TCP/IP参考模型概述 223

9.3工业以太网 225

9.3.1工业以太网与以太网 225

9.3.2以太网的优势 226

9.3.3工业以太网的关键技术 227

9.3.4常用的工业以太网协议 230

9.4集散控制系统 231

9.4.1 DCS概述 231

9.4.2 DCS的分散过程控制级 233

9.4.3 DCS的集中操作监控级 234

9.4.4 DCS的综合信息管理级 235

9.5现场总线控制系统 236

9.5.1现场总线技术概述 236

9.5.2典型的现场总线 239

9.5.3 FCS的体系结构 243

9.5.4开放现场控制系统集成桥梁 244

9.6综合自动化系统 247

9.6.1流程工业综合自动化体系结构 247

9.6.2流程工业MES系统 249

9.7物联网技术 251

9.7.1物联网的基本架构 251

9.7.2物联网在工业领域的应用 252

习题9 253

第10章 计算机控制系统设计与实现 254

10.1系统设计的原则与过程 254

10.1.1系统设计的原则 254

10.1.2系统设计的过程 255

10.2系统的设计与实现 257

10.2.1初步设计 257

10.2.2硬件的详细设计 259

10.2.3软件的详细设计 260

10.2.4系统的运行调试 263

10.3电热油炉温度单片机控制系统设计 264

10.3.1控制任务与工艺要求 264

10.3.2硬件系统详细设计 266

10.3.3 PID算法及参数整定 271

10.3.4软件设计 272

10.4换热站监控系统设计 274

10.4.1换热站的运行原理与控制要求 274

10.4.2系统总体设计 275

10.4.3系统硬件设计 277

10.4.4系统软件设计 278

10.5 TM11型三维步进电机直线运动平台PLC控制系统设计 280

10.5.1 TM11型三维步进电机直线运动平台的组成 280

10.5.2系统总体方案设计 280

10.5.3系统硬件设计 282

10.5.4系统软件设计 283

参考文献 285