《計算機控制繫統（第2版）/普通高等教育“十二五”規劃教材》依據控制學科本科自動化專業“計算機控制繫統”課程教學大綱編寫，繫統地介紹計算機控制繫統的基本原理、分析與設計方法及有關工程實現技術，主要內容為：理論基礎，包括計算機控制繫統基本概念、計算機控制繫統的信號變換與計算機控制繫統的數學描述等；計算機控制繫統的經典分析與設計方法，包括基於z傳遞函數分析方法、基於連續繫統理論的數字控制器設計與z域直接設計等；計算機控制繫統的狀態空間分析與設計方法；分級分布式計算機控制繫統與計算機數值控制繫統；計算機控制繫統的設計與實現。《計算機控制繫統（第2版）/普通高等教育“十二五”規劃教材》提供電子課件與部分習題解答。
《計算機控制繫統（第2版）/普通高等教育“十二五”規劃教材》可作為高等學校自動化、電氣工程、儀器儀表、計算機應用及機電一體化等相關專業的本科生或研究生教材，也可作為有關工程技術人員的參考資料。

康波，995年研究生畢業到電子科技大學自動化繫任教至今，從事自動化及計算機技術等相關科研與教學工作，曾擔任控制科學與工程繫主任等職，現任移動計算研究中心副主任。主要研究方向包括可穿戴計算、增強現實與可穿戴仿真、復雜繫統的建模與優化等。

第1章 緒論
1.1 計算機控制繫統概述
1.1.1 計算機控制繫統的一般概念
1.1.2 計算機控制繫統的主要特點
1.2 計算機控制繫統的組成
1.2.1 計算機控制繫統的硬件組成
1.2.2 計算機控制繫統的軟件組成
1.3 計算機控制繫統的典型應用形式
1.3.1 數據采集與操作指導繫統
1.3.2 直接數字控制繫統
1.3.3 監督計算機控制繫統
1.3.4 計算機分級分布式控制繫統
1.3.5 數據采集與監督控制繫統
1.3.6 現場總線控制繫統
1.4 計算機控制繫統的發展概況
1.4.1 計算機控制繫統的發展歷程
1.4.2 計算機控制繫統的發展趨勢
1.5 計算機控制繫統的理論與設計問題
1.5.1 計算機控制繫統的理論問題
1.5.2 計算機控制繫統的設計問題
本章小結
習題與思考題

第2章 計算機控制繫統的信號變換
2.1 模/數變換與數/模變換
2.1.1 信號類型
2.1.2 A/D轉換器
2.1.3 D/A轉換器
2.1.4 A/D轉換與D/A轉換對繫統性能的影響
2.2 采樣過程的數學描述及特性分析
2.2.1 采樣過程的一般描述
2.2.2 采樣開關的數學描述
2.2.3 采樣信號的時域描述
2.2.4 采樣信號的頻域描述與頻域特性
2.2.5 采樣定理
2.3 信號的恢復與重構
2.3.1 信號的理想恢復過程
2.3.2 信號的非理想重構過程
2.3.3 零階保持器
2.3.4 後置濾波
2.4 信號的量化
本章小結
習題與思考題

第3章 計算機控制繫統的數學描述
3.1 z變換理論
3.1.1 z變換的定義
3.1.2 z變換的方法
3.1.3 z變換的性質和定理
3.1.4 z反變換
3.1.5 廣義z變換
3.2 線性定常離散繫統的差分方程
3.2.1 線性定常離散繫統差分方程的一般形式
3.2.2 線性定常差分方程的求解
3.3 z傳遞函數
3.3.1 z傳遞函數的概念
3.3.2 z傳遞函數與差分方程的關繫
3.3.3 開環z傳遞函數
3.3.4 閉環z傳遞函數
3.3.5 計算機控制繫統的輸出響應計算
3.4 離散狀態空間描述
3.4.1 線性定常離散繫統的狀態空間模型的建立
3.4.2 連續狀態方程的離散化
3.4.3 計算機控制繫統的閉環狀態方程
本章小結
習題與思考題

第4章 計算機控制繫統的經典分析方法
第5章 基於連續繫統理論的數字控制器設計
第6章 數字控制器z域直接設計方法
第7章 計算機控制繫統的狀態空間分析
第8章 計算機控制繫統的狀態空間設計
第9章 分級分布式計算機控制繫統
第10章 計算機數值控制繫統
第11章 計算機控制繫統的設計與實現
參考文獻

《計算機控制繫統（第2版）/普通高等教育“十二五”規劃教材》：
集散繫統的功能模塊的數量固然重要，但質量更重要，為集散繫統的組態性考慮，功能模塊應具備以下特點：
（1）功能模塊的靈活性
功能模塊的靈活性首先表現在能否滿足過程控制要求上，即是否能通過調整功能參數的設置，靈活地組成各種有關的功能；其次，其靈活性表現在組態的易操作性及實施組態的易操作性上；功能模塊的靈活性還表現在維修和調試時的操作上，是否能通過一些繫統給出的參數檢查模塊的運行情況，或者通過切換有關參數來調試繫器件的運行情況。
（2）功能模塊的先進性
在集散控制繫統中，包括單回路控制器，都已有相應的功能模塊。模塊的先進性體現在是否能實現一些先進的控制算法、一些采用儀表時投資較大的計算指標控制算法上。例如Smith預估補償控制用模擬儀表難以實現，而在集散控制繫統中，采用數字平移可方便地實施純滯後補償。
（3）功能模塊的完善性
控制算法有常規控制、順序控制、批量控制，它們各有特點。因此，功能模塊所包含的功能應能適應這些控制的要求。即使在一個功能模塊中也應該了解它能否適應各種應用的需要。設置專用功能模塊，擴大功能，簡化組態操作，既是功能模塊完善的體現，也是功能模塊靈活性的體現。
按照功能分類，功能模塊可以分為:I/O類、控制算法類、運算類、信號發生器類、轉換類、信號選擇及狀態類（包括信號的多路切換、信號高低限及報警狀態）等。
組態信息的輸入方法，總的來說，可以分為下列兩種。
（1）功能表格或功能圖法
集散控制繫統的控制方法需要通過編程器輸入組態信息纔能實施。組態信息可通過對不同模塊內部數據的填寫來完成。功能表格是由制造商提供的用於組態的表格。早期的DCS產品常采用與機器碼或助記符相類似的方法，如用組態字表示某-特性或算法、連接等。現在，則采用菜單方式，逐行填入相應參數。功能圖主要用於表示連接關繫，模塊內的各種參數則通過填表法或者建立數據庫等方法輸入。
（2）編制程序法
編制程序法采用廠商提供的編程語言或者允許采用的高級語言編制程序輸入組態信息。在順序邏輯控制的組態和廠商提供的計算模塊及優化控制計算編程時，常采用編制程序法。由於供用戶使用的程序容量有限，因此，編制的程序步數有一定限制。為擴大程序容量，必須建立相應的軟件接口。
2.集散控制繫統的軟件組態
集散繫統的組態軟件，是指一些包括數據采集與工程控制的專用軟件，屬於監控層一級的軟件平臺和開發環境，使用靈活的組態方式，使用戶能根據自己的控制對像和控制目的進行組態，完成最終的自動化控制工程。監控組態軟件一般具有以下特點：
（1）實時多任務。組態軟件最突出的特點是實時多任務。例如數據采集與輸出、數據處理與算法實現、圖形顯示及人機對話、實時數據的存儲器、檢索管理、實時通信等多個任務要在同一臺計算機上同時運行。
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