第1章 计算机控制系统概述 1
1.1 计算机控制系统的特征与组成 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 7
1.2.1 操作指导控制系统 7
1.2.2 直接数字控制系统 7
1.2.3 计算机监督控制系统 8
1.2.4 分布式控制系统 9
1.2.5 现场总线控制系统 9
1.2.6 嵌入式系统 10
1.2.7 计算机集成制造系统 12
1.2.8 网络控制系统 12
1.3 计算机控制系统的发展概况及发展趋势 17
1.3.1 计算机控制系统的发展历史 17
1 3.2 计算机控制理论与新型控制策略 18
1.3.3 计算机控制系统的发展趋势 21
第2章 计算机控制系统I/O接口与通道技术 23
2.1 I/O接口在计算机控制系统中的应用 23
2.2 I/O控制方式 25
2.2.1 程序控制方式 25
2.2.2 中断控制方式 29
2.2.3 存储器直接存取方式 30
2.2.4 通道控制方式 31
2.3 数字量输入输出通道 32
2.3.1 数字量输入输出接口技术 32
2.3.2 数字量输入通道 34
2.3.3 数字量输出通道 35
2.4 模拟量输入输出通道 36
2.4.1 模拟信号输入通道接口 36
2.4.2 模拟量输出通道接口 48
2.5 人机交互接口 52
2.5.1 键盘接口 52
2.5.2 显示器接口 54
2.5.3 打印机接口 61
2.5.4 其他人机接口 63
2.6 I/O通道的抗干扰技术 66
2.6.1 干扰的分类 67
2.6.2 干扰的耦合方式 67
2.6.3 常见的抗干扰技术 68
第3章 顺序控制与数字程序控制 70
3.1 顺序控制技术 70
3.1.1 顺序控制概述 70
3.1.2 顺序控制系统的组成 72
3.1.3 顺序控制系统应用实例 73
3.2 数字程序控制技术 75
3.2.1 逐点比较插补法 75
3.2.2 数字积分器插补法 83
3.2.3 步进电动机控制技术 91
第4章 数字控制器的设计 96
4.1 概述 96
4.1.1 模拟化设计方法 96
4.1.2 离散化设计方法 97
4.1.3 两种方法的比较 97
4.2 模拟调节器的离散化方法 97
4.3 数字控制器的直接设计方法 102
4.3.1 最少拍随动系统的设计 102
4.3.2 最少拍无纹波随动系统的设计 105
4.3.3 大林控制算法 108
4.4 数字PID控制器设计 112
4.4.1 数字PID基本算法 112
4.4.2 PID数字算法的改进 113
4.4.3 PID调节参数的整定 117
4.5 数字控制器的计算机实现 119
4.5.1 直接程序设计法 119
4.5.2 串联程序设计法 120
4.5.3 并行程序设计法 121
第5章 控制系统的数据处理技术 123
5.1 程序设计技术 123
5.1.1 程序设计的步骤与方法 123
5.1.2 工业控制组态软件 125
5.1.3 可编程序控制器 134
5.2 数据预处理技术 146
5.2.1 系统误差的自动校准 146
5.2.2 线性插值法 148
5.3 查表技术 149
5.3.1 顺序查表 149
5.3.2 对分查表 150
5.3.3 直接查表 151
5.4 软件抗干扰技术 152
第6章 计算机控制系统中的网络技术 154
6.1 工业控制网络技术 154
6.1.1 工业控制网络概述 154
6.1.2 网络协议及其层次结构 158
6.1.3 IEEE802标准 160
6.1.4 工业网络的性能评价和选型 161
6.2 集散控制系统 162
6.2.1 DCS概述 163
6.2.2 DCS的分散过程控制级 167
6.2.3 DCS的集中操作监控级 169
6.2.4 DCS的综合信息管理级 169
6.3 现场总线控制系统 170
6.3.1 IEC61158现场总线标准简介 170
6.3.2 典型现场总线简介 173
6.3.3 工业生产过程对现场总线的要求 180
第7章 计算机控制系统设计 183
7.1 控制系统工程设计方法 183
7.1.1 系统设计的原则 183
7.1.2 工程项目的确定 185
7.1.3 工程项目的设计 186
7.1.4 项目仿真与调试 186
7.2 控制系统可靠性技术 187
7.2.1 工业控制机的可靠性措施 187
7.2.2 控制系统的抗干扰措施 189
7.2.3 软件设计的可靠性措施 193
7.3 计算机控制系统的设计与实施 193
7.3.1 计算机控制系统的总体方案设计 193
7.3.2 硬件的工程设计与实现 195
7.3.3 软件的工程设计与实现 196
7.3.4 控制系统的调试与投运 198
第8章 计算机控制系统应用实例 200
8.1 以工业控制计算机为核心的锅炉控制系统 200
8.1.1 锅炉工艺流程简介 200
8.1.2 锅炉控制的任务及实现 200
8.2 储罐液位控制系统 205
8.2.1 控制系统的总体描述 205
8.2.2 被控对象的数学模型 206
8.2.3 数字控制器的设计 209
8.2.4 控制系统的设计 212
8.3 火力发电机组的集散控制系统 213
8.3.1 火力发电的工作过程和原理 213
8.3.2 HIACS-3000集散控制系统在火力发电厂控制中的实现 214
8.3.3 关键控制技术 216
8.3.4 控制效果 217
第9章 基于NCS的三元复合驱采出液先进控制过程分析 218
9.1 概述 218
9.2 油水分离的控制过程分析 218
9.3 多变量时滞系统的独立稳定性 219
9.4 多变量时滞系统的指数稳定性 221
9.5 多变量适应式状态反馈预测控制 221
9.6 系统状态反馈预测模型 222
9.6.1 基本假设 222
9.6.2 模型输入输出参数的选取 222
9.6.3 数学模型的建立 223
9.6.4 模型简化及参数确定 224
9.7 基于NCS的控制系统设计 226
9.8 实际模型 227
9.9 实际应用 228
9.10 小结 230
参考文献 231