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第1章 绪论 1

1.1 计算机控制系统概述 1

1.2 计算机控制系统的组成 3

1.2.1 计算机控制系统的硬件组成 3

1.2.2 计算机控制系统的软件组成 5

1.3 计算机控制系统的分类 5

1.4 计算机控制系统的发展概况和趋势 9

1.4.1 计算机控制系统的发展概况 9

1.4.2 计算机控制系统的发展趋势 11

习题1 12

第2章 模拟量输入输出通道的接口技术 13

2.1 模拟量输入通道接口技术 13

2.1.1 模拟量输入通道的组成 13

2.1.2 信号调理电路 14

2.1.3 多路转换开关 14

2.1.4 前置放大器 16

2.1.5 采样保持器 17

2.1.6 8位A/D转换器及其接口技术 18

2.1.7 12位A/D转换器及其接口技术 23

2.1.8 串行A/D转换器及其接口技术 25

2.2 模拟量输出通道接口技术 26

2.2.1 模拟量输出通道的组成 26

2.2.2 8位D/A转换器及其接口技术 26

2.2.3 12位D/A转换器及其接口技术 31

2.2.4 串行D/A转换器及其接口技术 32

2.2.5 V/I变换器 35

习题2 36

第3章 数字量输入输出接口技术 37

3.1 数字量输入通道接口技术 37

3.2 数字量输出通道接口技术 40

3.2.1 继电器输出接口技术 40

3.2.2 固态继电器输出接口技术 41

3.2.3 大功率场效应管开关接口技术 43

3.2.4 可控硅接口技术 44

3.3 小功率直流电机控制接口技术 47

3.4 步进电机控制接口技术 51

3.4.1 步进电机的工作原理 51

3.4.2 步进电机的控制技术 53

习题3 55

第4章 人机交互接口技术 56

4.1 键盘接口技术 56

4.2 显示器接口技术 61

4.2.1 LED显示器接口技术 61

4.2.2 LCD显示器接口技术 65

习题4 67

第5章 离散控制系统的数学描述 68

5.1 z变换 68

5.1.1 z变换的定义 68

5.1.2 z变换的性质 71

5.1.3 z反变换 74

5.2 脉冲传递函数 75

5.2.1 脉冲传递函数的定义 76

5.2.2 闭环系统的脉冲传递函数 78

5.3 离散控制系统的动态分析 79

5.4 离散系统的稳定性 81

5.5 离散控制系统的稳态分析 83

5.6 Matlab在离散控制系统分析中的应用 86

5.6.1 离散系统零极点图及零极点分析 86

5.6.2 离散系统频率特性分析 91

习题5 95

第6章 数字控制器的设计方法 97

6.1 控制规律的模拟化设计方法 97

6.1.1 数字PID控制 97

6.1.2 PID控制算法的改进 102

6.1.3 数字PID调节器的参数整定 105

6.2 控制规律的离散化设计方法 108

6.2.1 最小拍有波纹系统数字调节器的设计 109

6.2.2 最小拍有波纹系统的局限性 114

6.2.3 最小拍无波纹系统数字调节器的设计 115

6.2.4 最小拍控制系统的改进 118

6.3 Matlab在数字控制器设计中的应用 120

习题6 130

第7章 复杂控制规律的设计 132

7.1 串级控制 132

7.1.1 串级控制的结构和原理 132

7.1.2 数字串级控制算法 133

7.2 前馈控制 134

7.2.1 前馈控制的结构和原理 134

7.2.2 前馈—反馈控制 135

7.2.3 前馈—串级控制 135

7.2.4 前馈控制的应用场合 136

7.3 纯滞后控制 136

7.3.1 Smith预估控制 136

7.3.2 达林算法 137

7.4 Matlab仿真实例 142

习题7 145

第8章 模糊控制技术 146

8.1 模糊控制简介 146

8.2 模糊控制的数学基础 147

8.2.1 模糊集合和隶属函数 147

8.2.2 模糊语言与模糊推理 149

8.3 模糊控制系统的工作原理 151

8.3.1 模糊控制系统的组成 151

8.3.2 模糊控制器的实现过程 152

8.3.3 模糊控制器的设计方法 153

习题8 156

第9章 计算机控制系统的设计与实现 157

9.1 计算机控制系统设计原则 157

9.2 计算机控制系统设计步骤 158

9.2.1 控制系统总体方案的确定 158

9.2.2 计算机及接口的选择 159

9.2.3 控制算法的确定 160

9.2.4 控制系统的硬件设计 161

9.2.5 控制系统的软件设计 163

9.2.6 控制系统的调试 164

9.3 炉温控制系统 164

9.3.1 系统总体设计方案 164

9.3.2 系统硬件设计 165

9.3.3 算法设计 167

9.3.4 系统软件设计 169

9.4 水槽水位控制系统 171

习题9 172

参考文献 173