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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 计算机控制系统的硬件组成 4

1.1.3 计算机控制系统的软件 6

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

1.2.3 监督计算机控制系统 7

1.2.2 直接数字控制系统 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 计算机集成制造系统 10

1.3 计算机控制的发展概况及趋势 10

1.3.1 计算机控制的发展过程 10

1.3.2 计算机控制理论与新型控制策略 12

1.3.3 计算机控制系统的发展趋势 14

习题1 15

2.1.1 IPC工控机的硬件组成 16

2.1 IPC工控机的组成结构 16

第2章 工业控制计算机 16

2.1.2 IPC工控机的软件组成 17

2.1.3 IPC工控机的特点 18

2.1.4 IPC工控机的主要类型及其选型 18

2.2 IPC总线结构 20

2.2.1 总线概述 20

2.2.2 内部总线 21

2.2.3 外部总线 27

2.3 IPC工控机输入／输出模板 33

2.3.1 模拟量输入输出模板 34

2.3.2 数字量输入输出模板 35

2.3.3 其他模板 36

2.4 单片机 38

2.5 PLC 39

习题2 40

第3章 输入输出接口与过程通道 41

3.1 数字量输入输出通道 41

3.1.1 数字量输入输出接口技术 41

3.1.2 数字量输入通道 43

3.1.3 数字量输出通道 44

3.2.1 模拟量输入通道的组成 46

3.2.2 信号调理 46

3.2 模拟量输入通道 46

3.2.3 多路转换器 52

3.2.4 信号的采样和量化 53

3.2.5 采样保持器 55

3.2.6 A/D转换器 56

3.2.7 A/D转换器接口设计 60

3.2.8 A/D转换器与PC接口 62

3.3.1 模拟量输出通道的结构形式 64

3.3 模拟量输出通道 64

3.3.2 D/A转换器 65

3.3.3 D/A转换器与接口技术 68

3.3.4 D/A转换器与PC接口 68

3.3.5 D/A转换器的输出形式 70

3.3.6 V/I变换 71

3.4 D/A、A/D转换器的电源、接地与布线 71

3.5 硬件抗干扰技术 72

3.5.1 过程通道抗干扰技术 72

3.5.2 系统供电与接地技术 75

习题3 78

第4章 顺序控制与数字控制技术 80

4.1 顺序控制技术 80

4.1.1 顺序控制概述 80

4.1.2 顺序控制系统的组成 83

4.1.3 微机顺序控制系统应用案例 84

4.2 数字程序控制技术 86

4.2.1 数字程序控制基础 86

4.2.2 逐点比较法插补原理 89

4.2.3 步进电机控制技术 96

习题4 101

第5章 数字控制器设计 102

5.1 数字控制器的模拟化设计 102

5.1.1 数字控制器的模拟化设计步骤 102

5.1.2 数字PID控制器 105

5.1.3 数字PID控制器的改进 107

5.1.4 数字PID控制器参数的整定 110

5.2 计算机控制系统的离散化设计 113

5.2.1 数字控制器的离散化设计步骤 114

5.2.2 最少拍控制器设计 115

5.2.3 最少拍无波纹控制器设计 120

5.3 大林算法 121

5.3.1 大林算法的基本形式 121

5.3.2 振铃现象及其消除方法 123

5.4 数字控制器的计算机实现 128

5.4.1 直接程序法 128

5.4.2 串联程序法 129

5.4.3 并行程序法 130

习题5 131

5.4.4 数字控制器设计 131

第6章 控制系统的数据处理技术 133

6.1 程序设计技术 133

6.1.1 程序设计的步骤与方法 133

6.1.2 工业控制组态软件 135

6.2 测量数据预处理技术 138

6.2.1 系统误差的自动校准 138

6.2.2 线性化处理 139

6.2.3 标度变换 141

6.2.4 插值算法 143

6.2.5 越限报警处理 144

6.3 查表及数据排序技术 145

6.3.1 数据排序技术 145

6.3.2 查表技术 147

6.4 软件抗干扰技术 148

6.4.1 数字滤波技术 149

6.4.2 输入输出数字量的软件抗干扰技术 154

6.4.3 指令冗余技术 154

习题6 155

6.4.4 软件陷阱技术 155

第7章 控制网络技术 157

7.1 工业控制网络技术 157

7.1.1 工业控制网络概述 157

7.1.2 网络协议及其层次结构 162

7.1.3 IEEE 802标准 164

7.1.4 工业网络的性能评价和选型 165

7.2 集散控制系统 166

7.2.1 DCS概述 167

7.2.2 DCS的分散过程控制级 172

7.2.3 DCS的集中操作监控级 173

7.2.4 DCS的综合信息管理级 174

7.3 现场总线控制系统 175

7.3.1 现场总线技术概述 175

7.3.2 5种典型的现场总线 179

7.3.3 DeviceNet（设备网） 183

习题7 185

第8章 计算机控制系统设计与实现 186

8.1 系统设计的原则与步骤 186

8.1.1 系统设计的原则 186

8.1.2 系统设计的步骤 187

8.2 系统的工程设计与实现 190

8.2.1 系统总体方案设计 190

8.2.2 硬件的工程设计与实现 192

8.2.3 软件的工程设计与实现 194

8.2.4 系统的调试与运行 196

8.3 电热油炉温度单片机控制系统设计 198

8.3.1 控制任务与工艺要求 198

8.3.2 硬件系统设计 200

8.3.3 数学模型与控制算法 204

8.3.4 软件设计 205

8.4 角位置伺服系统IPC控制设计 206

8.4.1 系统概述 206

8.4.2 硬件设计 207

8.4.3 软件设计 208

习题8 211

第9章 智能控制技术基础 212

9.1 绪论 212

9.1.1 智能控制的基本概念 212

9.1.2 智能控制系统 213

9.2 基于模糊推理的智能控制 215

9.2.1 模糊控制系统的基本原理 216

9.2.2 模糊数学基础 216

9.2.3 模糊控制器的设计 220

9.3 人工神经网络 228

9.3.1 神经网络的基本原理和结构 228

9.3.2 感知器和反传（BP）网络 231

9.3.3 神经网络控制 235

习题9 236

参考文献 237