●序
前言
第1章緒論
1.1自動控制繫統的一般形式
1.2計算機控制繫統的一般概念與組成
1.2.1計算機控制繫統的一般概念
1.2.2計算機控制繫統的組成
1.3常見的工業控制計算機及特點
1.3.1單片微型計算機
1.3.2可編程序控制器
1.3.3工控機
1.4計算機控制繫統的分類
1.4.1操作指導控制繫統
1.4.2直接數字控制繫統
1.4.3監督計算機控制繫統
1.4.4集散控制繫統
1.4.5計算機集成制造繫統
1.4.6現場總線控制繫統
1.4.7嵌入式控制繫統
1.5計算機控制繫統的發展及應用領域
1.5.1計算機控制繫統的發展概況
1.5.2計算機控制理論和新型控制策略
1.5.3計算機控制繫統的發展趨勢
1.5.4計算機控制技術的應用領域
習題1
第2章計算機控制繫統中的過程通道
2.1傳感器與執行器
2.1.1傳感器與變送器
2.1.2執行器及其分類
2.1.3伺服電動機和步進電動機
2.2信號的采樣與恢復
2.2.1信號的采樣過程
2.2.2采樣定理
2.2.3信息的恢復過程和零階保持器
2.3模擬量輸入通道
2.3.1模擬量輸入通道的一般組成
2.3.2A/D轉換器接口邏輯設計要點
2.3.3典型A/D轉換器與微機的接口設計
2.4模擬量輸出通道
2.4.1模擬量輸出通道的結構形式
2.4.2D/A轉換器的結構特性與應用特性
2.4.3D/A轉換器與微機的接口設計
2.5數字量輸入/輸出通道
2.5.1數字量輸入通道
2.5.2數字量輸出通道
2.5.3數字量輸入/輸出通道設計
2.6數據采集卡
2.6.1數據采集卡簡介
2.6.2模擬量輸入通道數據采集卡應用舉例
2.6.3模擬量輸出通道數據采集卡應用舉例
2.6.4數字量輸入/輸出通道數據采集卡應用舉例
習題2
第3章數據處理與人機交互技術
3.1數字濾波
3.1.1程序判斷濾波
3.1.2算術平均值濾波
3.1.3加權平均值濾波
3.1.4中值濾波
3.1.5去極值平均濾波
3.1.6滑動平均濾波
3.1.7低通數字濾波
3.1.8復合濾波程序
3.2線性化處理
3.2.1線性插值法
3.2.2分段插值算法程序的設計方法
3.3標度變換
3.2.1線性參數標度變換
3.2.2非線性參數標度變換
3.4越限報警
3.4.1軟件報警程序設計
3.4.2直接報警程序設計
3.5鍵盤接口技術
3.5.1鍵盤的組成、特點及消除抖動的措施
3.5.2獨立式按鍵接口技術
3.5.3矩陣式鍵盤接口技術
3.5.4雙功能鍵的設計及重鍵處理技術
3.6顯示接口技術
3.6.1LED顯示器接口技術
3.6.2LCD顯示器接口技術
3.7HD7279實現的鍵盤/顯示器接口技術
3.7.1HD7279A簡介
3.7.2HD7279A引腳說明
3.7.3控制命令介紹
3.7.4串行接口及時序
3.7.580C51單片機與HD7279A的接口設計
習題3
第4章計算機控制繫統特性分析
4.1離散繫統
4.1.1采樣控制繫統
4.1.2數字控制繫統
4.1.3計算機控制繫統與采樣控制繫統的關繫
4.1.4離散控制繫統的特點
4.1.5離散繫統的分類
4.2計算機控制繫統的穩定性分析
4.2.1Z變換與拉普拉斯變換的對比
4.2.2S平面與Z平面的映射關繫
4.2.3離散繫統的穩定域
4.2.4勞斯穩定判據在離散繫統的應用
4.3計算機控制繫統的動態響應分析
4.3.1Z平面上極點分布與單位脈衝響應的關繫
4.3.2用脈衝傳遞函數分析離散繫統的動態特性
4.4計算機控制繫統的穩態誤差分析
4.4.1Z變換終值定理法求穩態誤差
4.4.2典型輸入信號作用下的穩態誤差分析
習題4
第5章數字PID及其算法
5.1PID算法的離散化
5.2位置式PID算法
5.3增量式PID算法
5.4數字PID算法的改進
5.4.1積分分離PID算法
5.4.2不接近微分PID算法
5.4.3變速積分PID算法
5.4.4帶死區的PID算法
5.4.5PID比率控制
5.5PID算法程序的實現
5.5.1位置式PID算法的程序設計
5.5.2增量式PID算法的程序設計
5.5.3積分分離PID算法的程序設計
5.6數字PID算法的參數整定
5.6.1采樣周期T的確定
5.6.2擴充臨界比例度法
5.6.3擴充響應曲線法
5.6.4歸一參數整定法
5.6.5優選法
習題5
第6章直接數字控制
6.1最少拍計算機控制繫統的設計
6.1.1最少拍控制繫統數字控制器分析
6.1.2最少拍控制繫統數字控制器的設計
6.2最少拍無紋波計算機控制繫統的設計
6.2.1單位階躍輸入最少拍無紋波繫統的設計
6.2.2單位速度輸入最少拍無紋波繫統的設計
6.2.3最少拍無紋波繫統設計舉例
6.3大林算法
6.3.1大林算法的D(z)基本形式
6.3.2振鈴現像及其消除方法
6.3.3大林算法的設計步驟
6.4數字控制器D(z)的實現方法
6.4.1直接程序設計法
6.4.2串行程序設計法
6.4.3並行程序設計法
6.4.4數字控制器的設計
習題6
第7章模糊控制技術
7.1模糊集合及模糊集合運算
7.1.1模糊集合的概念
7.1.2模糊集合的表示方法
7.1.3模糊集合的基本運算
7.2模糊關繫及模糊關繫運算
7.2.1模糊關繫的定義
7.2.2模糊矩陣
7.2.3模糊矩陣的運算
7.2.4模糊關繫的合成
7.3模糊邏輯與近似推理
7.3.1語言變量
7.3.2模糊蘊含關繫
7.3.3句子連接關繫的邏輯運算
7.3.4近似推理
7.4模糊控制繫統的結構及其工作原理
7.4.1模糊控制繫統的基本組成
7.4.2模糊控制繫統的工作原理
7.4.3模糊控制的特點
7.5模糊控制器設計
7.5.1模糊控制器的基本結構
7.5.2模糊控制器的設計要求
7.5.3模糊控制器的結構設計
7.5.4準確輸入量的模糊化
7.5.5模糊控制規則庫及推理機制的設計
7.5.6模糊推理
7.5.7清晰化計算
7.5.8模糊論域為離散的離線計算與在線控制
7.5.9模糊控制器的算法程序實現
7.6模糊控制的應用
7.6.1模糊控制的應用領域
7.6.2模糊控制的應用實例
習題7
第8章計算機網絡控制技術
8.1計算機工業網絡基礎
8.1.1網絡功能及分類
8.1.2網絡拓撲結構
8.1.3傳輸介質
8.1.4介質訪問控制方式
8.1.5信息交換技術
8.1.6網絡協議及其層次結構
8.1.7網絡互連設備
8.1.8工業網絡的性能評價和選型
8.2集散控制繫統
8.2.1集散控制繫統的產生與發展
8.2.2集散控制繫統的體繫結構
8.2.3集散控制繫統的特點
8.3現場總線控制繫統
8.3.1現場總線控制繫統概述
8.3.2幾種有影響的現場總線
8.3.3FCS的體繫結構
習題8
第9章計算機控制繫統的可靠性與抗干擾技術
9.1工業現場的干擾及其對繫統的影響
9.1.1干擾的來源
9.1.2干擾竄入計算機控制繫統的主要途徑
9.1.3干擾的耦合方式
9.2計算機控制繫統的硬件抗干擾技術
9.2.1過程通道干擾的抑制
9.2.2反射波干擾的抑制
9.2.3空間干擾的抑制
9.2.4RAM數據掉電保護
9.3計算機控制繫統的接地和電源保護技術
9.3.1計算機控制繫統的接地技術
9.3.2計算機控制繫統的電源保護技術
9.4印制電路板抗干擾技術
9.4.1印制電路板的器件的布置
9.4.2印制電路板布線
9.4.3去耦電容的配置
9.5計算機控制繫統的軟件抗干擾技術
9.5.1指令冗餘技術
9.5.2軟件陷阱技術
9.5.3故障自動恢復處理程序
9.5.4Watchdog技術
習題9
第10章計算機控制繫統的設計與實現
10.1繫統設計的基本要求和特點
10.1.1繫統設計的基本要求
10.1.2繫統設計的特點
10.2計算機控制繫統的設計方法及步驟
10.2.1控制繫統總體方案的確定
10.2.2計算機及接口的選擇
10.2.3控制算法的選擇
10.2.4控制繫統的硬件設計
10.2.5控制繫統的軟件設計
10.2.6計算機控制繫統的調試
10.3儀器用溫箱溫度控制繫統
10.3.1溫度控制繫統的組成
10.3.2溫度控制繫統的硬件設計
10.3.3數字控制器的數學模型
10.3.4溫度控制繫統的軟件設計
10.4產品自動裝箱控制繫統
10.4.1產品自動裝箱控制繫統的原理及操作流程
10.4.2產品自動裝箱控制繫統的硬件設計
10.4.3產品自動裝箱控制繫統的軟件設計
10.5自動剪切機控制繫統
10.5.1自動剪切機的組成及工作過程
10.5.2自動剪切機控制繫統的硬件設計
10.5.3自動剪切機控制繫統的軟件設計
習題10
參考文獻

本書繫統地闡述了計算機控制繫統的分析方法、設計方法以及在工程上的實際應用。主要包括：計算機控制繫統的組成與分類，計算機控制繫統中的過程通道，常用的數據處理與人機交互程序設計，計算機控制繫統特性分析，數字PID及其算法，直接數字控制，模糊控制，計算機網絡控制技術，計算機控制繫統的可靠性與抗干擾技術，計算機控制繫統的設計與實現。本書注重理論與應用、軟件與硬件、設計與實現的有機結合，重視解決工程實際問題。為了便於教學和自學，本書每章都配有不同類型的習題。

範立南,李雪飛 編著 著

前言隨著微電子技術和網絡技術的發展，計算機的應用迅速滲透到各個領域。計算機和控制技術的有機結合推動了計算機控制理論和控制技術的飛速發展，計算機控制繫統在工業、農業、交通運輸、生產管理和經濟管理、軍事、航天技術、能源開發與利用等各個領域都獲得了廣泛的應用，計算機控制技術越來越顯示出其無限的生命力。 《計算機控制技術》第1版編寫出版後，取得了很好的效果，同時讀者也提出了一些寶貴的意見和建議。針對這些情況，在本次修訂再版時，對章節體繫進行了相應的調整，增加了模糊控制技術和網絡控制技術等內容。同時本書的再版使整體編排及每章的結構安排更加符合教學的需求。 本書繫統地闡述了計算機控制繫統的分析方法、設計方法以及在工程上的實際應用。全書共分為10章。第1章介紹了計算機控制繫統的基本概念、組成、分類和發展趨勢；第2章介紹了計算機控制繫統中的過程輸入/輸出通道，重點討論了典型的A/D、D/A等