绪论 1
第1章 计算机控制系统概论 7
1.1 自动控制系统的基本概念 7
1.1.1 自动控制与自动控制系统 7
1.1.2 开环控制系统和闭环控制系统 8
1.1.3 对自动控制系统的要求 13
1.2 计算机控制系统的组成和分类 15
1.2.1 基本概念 15
1.2.2 计算机控制系统的组成 16
1.2.3 计算机控制系统的分类 19
1.3 常用的控制微机类型 23
1.3.1 可编程序控制器 23
1.3.2 STD总线工业控制计算机 24
1.3.3 工业PC 25
1.3.4 单片微控制器 25
1.4 微机控制系统的发展 26
思考题与习题 28
第2章 单片微型计算机 29
2.1 单片机概述 29
2.1.1 单片机的主要特点 29
2.1.2 常用单片机概况 30
2.2 MCS-51系列单片机 32
2.2.1 特点和引脚功能 32
2.2.2 结构和存储器空间 33
2.2.3 特殊功能寄存器及内部I/O功能 38
2.2.4 定时器与计数器 40
2.2.5 中断系统 41
2.2.6 串行通信接口 43
2.2.7 指令系统 45
2.3 MCS-96系列单片机 48
2.3.1 特点与引脚功能 48
2.3.2 结构和存储空间 51
2.3.3 中断系统 56
2.3.4 内部I/O功能部件 59
2.3.5 指令系统 68
2.4 其他类型单片机简介 83
2.4.1 MOTOROLA单片机 83
2.4.2 ATMEL单片机 86
2.4.3 MSP430系列单片机 90
思考题与习题 93
第3章 可编程序控制器 94
3.1 PLC的基本结构和工作原理 94
3.1.1 基本结构 95
3.1.2 工作原理 96
3.2 PLC的主要功能和性能指标 99
3.2.1 主要功能与特点 99
3.2.2 PLC与其他工业控制系统比较 101
3.2.3 种类和性能指标 102
3.3 立石C200H可编程逻辑控制器 104
3.3.1 基本结构和性能 104
3.3.2 存储器的分配与寻址 105
3.4 C200H PLC指令系统简介 109
3.4.1 基本指令 109
3.4.2 特殊指令 110
3.4.3 专用指令 121
3.5 PLC控制系统的设计 124
3.5.1 设计的基本原则和主要内容 124
3.5.2 设计的一般步骤 125
3.5.3 电弧焊的程序自动控制 126
思考题与习题 127
第4章 微机控制系统过程通道 128
4.1 过程通道中的普遍问题 128
4.1.1 采样过程及其数学描述 128
4.1.2 量化及量化误差 131
4.1.3 模拟开关 131
4.1.4 转换器的编码 132
4.2 模拟量输入通道 132
4.2.1 模拟多路转换器 133
4.2.2 过程通道中的放大器 133
4.2.3 采样／保持电路 134
4.2.4 模／数转换器 137
4.3 模拟量输出通道 143
4.3.1 数／模转换器 143
4.3.2 输出保持器 144
4.3.3 模拟量输出通道的结构形式 145
4.4 开关量输入与输出通道 147
4.4.1 开关量输入通道 147
4.4.2 开关量输出通道 148
4.4.3 开关量通道的抗干扰措施 148
思考题与习题 150
第5章 工业总线控制机 151
5.1 总线结构与典型微机总线简介 151
5.1.1 工业控制机总线结构 151
5.1.2 总线控制计算机的构成 153
5.1.3 总线控制计算机的特点 154
5.1.4 常用总线结构 155
5.2 STD总线标准 156
5.2.1 引脚定义 156
5.2.2 STD总线时序规范 160
5.3 STD工业总线的系统配置 161
5.3.1 基本系统 162
5.3.2 子系统 166
5.3.3 智能模板 170
5.4 工业PC简介 172
5.4.1 CPU模板 173
5.4.2 总线母板 174
5.4.3 工业PC用电源 174
5.4.4 数据采集控制卡 174
5.4.5 开关量I/O模板 175
5.4.6 其他特殊功能模板 175
5.4.7 工业控制监控软件 175
思考题与习题 176
第6章 微计算机控制技术 178
6.1 线性离散系统的数学描述 178
6.1.1 差分方程 179
6.1.2 用差分方程描述离散系统 181
6.1.3 差分方程的解法 182
6.1.4 线性离散系统的传递函数 184
6.2 数字PID控制 186
6.2.1 控制算法 186
6.2.2 调节器的改进 188
6.2.3 调节器的参数整定 193
6.2.4 自寻最优控制 195
6.3 智能控制技术简介 197
6.3.1 模糊控制技术 198
6.3.2 神经网络控制技术 208
6.3.3 基于遗传算法的控制技术 214
思考题与习题 220
第7章 焊接系统的微机控制 221
7.1 微机控制系统的设计过程 221
7.1.1 控制任务调研 222
7.1.2 系统总体方案设计 223
7.1.3 计算机选型、硬件电路的设计 223
7.1.4 控制系统软件设计 226
7.1.5 控制系统可靠性设计 228
7.1.6 硬件及软件的联机调试与仿真 229
7.1.7 现场调试 230
7.2 电弧焊的微机控制 230
7.2.1 电弧焊自动控制技术 231
7.2.2 非熔化极电弧焊的微机控制 241
7.2.3 熔化极电弧焊的微机控制 245
7.3 自动焊接小车的单片机控制 252
7.3.1 焊接系统结构和控制原理 253
7.3.2 数据采集与处理 255
7.3.3 多自由度焊接小车的整体控制 260
7.4 微计算机图像处理技术控制焊缝对中 262
7.4.1 对中系统 262
7.4.2 图像预处理 263
7.4.3 对中偏差量的计算 264
7.4.4 调整量计算及输出 265
思考题与习题 265
第8章 智能化焊接系统的微机应用 267
8.1 焊接机器人 267
8.1.1 机器人基础 267
8.1.2 焊接机器人 273
8.1.3 柔性焊接生产线 283
8.2 微计算机模式识别技术自动检测焊缝缺陷 285
8.2.1 检测系统 285
8.2.2 焊缝X光片的图像处理 286
8.2.3 焊接缺陷的微计算机识别 289
8.3 计算机辅助焊接技术简介 293
8.3.1 焊接专家系统 293
8.3.2 人工神经网络在焊接中的应用 298
8.3.3 模糊推理技术在焊接中的应用 303
8.3.4 智能混合系统在焊接中的应用 307
思考题与习题 309
参考文献 310