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于海生 著 / 机械工业出版社 / 2007-06 / 平装
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上书时间2022-04-27
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计算机控制技术/普通高等教育“十一五”国家级规划教材
本书是“十一五”国家级规划教材。教材以主流机型ISA/PCI总线工业控制机或IBM-PC系列微型计算机为控制工具,系统地阐述了计算机控制系统的设计和工程实现方法。全书共分9章,内容包括:计算机控制系统及其组成、计算机控制系统的典型型式、发展概况和趋势;计算机控制系统的硬件设计技术;数字控制技术;常规及复杂控制技术;现代控制技术;先进控制技术;计算机控制系统的软件设计技术;分布式测控网络技术;计算机控制系统设计与实现。全书内容丰富,体系新颖,理论联系实际,系统性和实践性强。
本书可作为高等院校各类自动化、电子与电气工程、计算机应用、机电一体化等专业高年级本科生的教材,也可供有关技术人员参考和自学。
前言第1章 绪论1.1 计算机控制系统概述1.1.1 自动控制系统1.1.2 计算机控制系统1.1.3 计算机控制系统的组成1.1.4 常用的计算机控制系统主机1.2 计算机控制系统的典型型式1.2.1 操作指导控制系统1.2.2 直接数字控制系统1.2.3 监督控制系统1.2.4 集散控制系统1.2.5 现场总线控制系统1.2.6 综合自动化系统1.3 计算机控制系统的发展概况和趋势1.3.1 计算机控制系统的发展概况1.3.2 计算机控制系统的发展趋势习题第2章 计算机控制系统的硬件设计技术2.1 总线技术2.1.1 总线的定义、层次结构及种类2.1.2 PC/ISA/EISA总线简介2.1.3 PCI/Compact PCI总线简介2.1.4 其它总线简介2.1.5 串行外部总线简介2.2 总线扩展技术2.2.1 微型计算机系统VO端口与地址分配2.2.2 I/O端口地址译码技术2.2.3 基于ISA总线端口扩展2.3 数字量输入输出接口与过程通道2.3.1 数字量输入输出接口技术2.3.2 数字量输入通道2.3.3 数字量输出通道2.3.4 数字(开关)量输入/输出通道模板举例2.4 模拟量输入接口与过程通道2.4.1 模拟量输入通道的组成2.4.2 信号调理和VV变换2.4.3 多路转换器2.4.4 采样、量化及采样/保持器2.4.5 A/D转换器及其接口技术2.4.6 模拟量输入通道模板举例2.5 模拟量输出接口与过程通道2.5.1 模拟量输出通道的结构型式2.5.2 D/A转换器及其接口技术2.5.3 单极性与双极性电压输出电路2.5.4 V/I变换2.5.5 模拟量输出通道模板举例2.6 基于串行总线的计算机控制系统硬件技术2.6.1 智能远程U0模块2.6.2 智能调节器2.6.3 可编程序控制器(PLC)2.6.4 运动控制器2.7 硬件抗干扰技术2.7.1 过程通道抗干扰技术2.7.2 主机抗干扰技术2.7.3 系统供电与接地技术习题第3章 数字控制技术3.1 数字控制基础3.1.1 数控技术发展概况3.1.2 数字控制原理3.1.3 数字控制方式3.1.4 数字控制系统3.1.5 数控系统的分类3.2 逐点比较法插补原理3.2.1 逐点比较法直线插补3.2.2 逐点比较法圆弧插补3.3 多轴步进驱动控制技术3.3.1 步进电动机的工作原理3.3.2 步进电动机的工作方式3.3.3 步进电动机控制接口及输出字表3.3.4 步进电动机控制程序3.3.5 数控系统设计举例——三轴步进电动机控制3.4 多轴伺服驱动控制技术3.4.1 伺服系统3.4.2 现代运动控制技术3.4.3 数控系统设计举例——基于PC的多轴运动控制习题第4章 常规及复杂控制技术4.1 数字控制器的连续化设计技术4.1.1 数字控制器的连续化设计步骤4.1.2 数字PID控制器的设计4.1.3 数字PID控制器的改进4.1.4 数字PID控制器的参数整定4.2 数字控制器的离散化设计技术4.2.1 数字控制器的离散化设计步骤4.2.2 最少拍控制器的设计4.2.3 最少拍有纹波控制器的设计4.2.4 最少拍无纹波控制器的设计4.3 纯滞后控制技术4.3.1 施密斯(Smith)预估控制4.3.2 达林(Dahlin)算法4.4 串级控制技术4.4.1 串级控制的结构和原理4.4.2 数字串级控制算法4.4.3 副回路微分先行串级控制算法4.5 前馈一反馈控制技术4.5.1 前馈控制的结构和原理4.5.2 前馈-反馈控制结构4.5.3 数字前馈-反馈控制算法4.6 解耦控制技术4.6.1 解耦控制原理4.6.2 数字解耦控制算法习题第5章 现代控制技术5.1 采用状态空间的输出反馈设计法5.1.1 连续状态方程的离散化5.1.2 最少拍无纹波系统的跟踪条件5.1.3 输出反馈设计法的设计步骤5.2 采用状态空间的极点配置设计法5.2.1 按极点配置设计控制规律5.2.2 按极点配置设计状态观测器5.2.3 按极点配置设计控制器5.2.4 跟踪系统设计5.3 采用状态空间的最优化设计法5.3.1 LQ最优控制器设计5.3.2 状态最优估计器设计5.3.3 LQD最优控制器设计5.3.4 跟踪系统的设计习题第6章 先进控制技术6.1 模糊控制技术6.1.1 模糊控制的数学基础6.1.2 模糊控制原理6.1.3 模糊控制器设计6.2 神经网络控制技术6.2.1 神经网络基础6.2.2 神经网络控制6.3 专家控制技术6.3.1 专家系统6.3.2 专家控制介绍6.3.3 专家控制基本思想6.3.4 专家控制组织结构6.4 预测控制技术6.4.1 内部模型6.4.2 预测模型6.4.3 预测控制算法6.5 其它先进控制技术习题第7章 计算机控制系统软件设计7.1 程序设计技术7.1.1 模块化与结构化程序设计7.1.2 面向过程与面向对象的程序设计7.1.3 高级语言I/O控制台编程7.2 人机接口(HML/SCADA)技术7.2.1 HMI/SCADA的含义7.2.2 基于工业控制组态软件设计人机交互界面7.2.3 基于VB/VC++语言设计人机交互界面7.3 测量数据预处理技术7.3.1 误差自动校准7.3.2 线性化处理和非线性补偿7.3.3 标度变换方法7.3.4 越限报警处理7.4 数字控制器的工程实现7.4.1 给定值和被控量处理7.4.2 偏差处理7.4.3 控制算法的实现7.4.4 控制量处理7.4.5 自动/手动切换技术7.5 系统的有限字长数值问题7.5.1 量化误差来源7.5.2 A/D、D/A及运算字长的选择7.6 软件抗干扰技术7.6.1 数字滤波技术7.6.2 开关量的软件抗干扰技术7.6.3 指令冗余技术7.6.4 软件陷阱技术习题第8章 分布式测控网络技术8.1 工业网络技术8.1.1 工业网络概述8.1.2 数据通信编码技术8.1.3 网络协议及其层次结构8.1.4 IEEE 802标准8.1.5 工业网络的性能评价和选型8.2 分布式控制系统(DCS)8.2.1 DCS概述8.2.2 DCS的分散过程控制级8.2.3 DCS的集中操作监控级8.2.4 DCS的综合信息管理级8.3 现场总线控制系统8.3.1 现场总线概述8.3.2 五种典型的现场总线8.3.3 FF现场总线技术8.3.4 工业以太网8.4 系统集成与集成自动化系统8.4.1 系统集成的含义与框架8.4.2 集成自动化系统的体系结构8.4.3 综合自动化技术8.5 分布式测控网络设计举例8.5.1 基于PIC的Profibus分布式测控网络8.5.2 基于PC串行总线的测控网络8.5.3 测控网络应用设计举例习题第9章 计算机控制系统设计与实现9.1 系统设计的原则与步骤9.1.1 系统设计的原则9.1.2 系统设计的步骤9.2 系统的工程设计与实现9.2.1 系统总体方案设计9.2.2 硬件的工程设计与实现9.2.3 软件的工程设计与实现9.2.4 系统的调试与运行9.3 设计举例——啤酒发酵过程计算机控制系统9.3.1 啤酒发酵工艺及控制要求9.3.2 系统总体方案的设计9.3.3 系统硬件和软件的设计9.3.4 系统的安装调试运行及 控制效果9.4 设计举例——机器人计算机控制系统9.4.1 PUMA560机器人的结构原理9.4.2 机器人运动学方程9.4.3 机器人动力学方程9.4.4 机器人手臂的独立关节位置伺服控制参考文献
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开播时间:09月02日 10:30