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第1章 计算机控制系统概述1

1.1 计算机控制系统特征与组成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6

1.2.1 操作指导控制系统6

1.2.3 监督计算机控制系统7

1.2.2 直接数字控制系统7

1.2.4 集散控制系统8

1.2.5 现场总线控制系统9

1.2.6 计算机集成制造系统10

1.3 计算机控制的发展概况及趋势10

1.3.1 计算机控制的发展过程10

1.3.2 计算机控制理论与新型控制策略12

1.3.3 计算机控制系统的发展趋势14

习题115

2.1.1 IPC工控机的硬件组成16

2.1 IPC工控机的组成结构16

第2章 工业控制计算机16

2.1.2 IPC工控机的软件组成17

2.1.3 IPC工控机的特点18

2.1.4 IPC工控机的主要类型及其选型18

2.2 IPC总线结构20

2.2.1 总线概述20

2.2.2 内部总线21

2.2.3 外部总线27

2.3 IPC工控机输入／输出模板33

2.3.1 模拟量输入输出模板34

2.3.2 数字量输入输出模板35

2.3.3 其他模板36

2.4 单片机38

2.5 PLC39

习题240

第3章 输入输出接口与过程通道41

3.1 数字量输入输出通道41

3.1.1 数字量输入输出接口技术41

3.1.2 数字量输入通道43

3.1.3 数字量输出通道44

3.2.1 模拟量输入通道的组成46

3.2.2 信号调理46

3.2 模拟量输入通道46

3.2.3 多路转换器52

3.2.4 信号的采样和量化53

3.2.5 采样保持器55

3.2.6 A/D转换器56

3.2.7 A/D转换器接口设计60

3.2.8 A/D转换器与PC接口62

3.3.1 模拟量输出通道的结构形式64

3.3 模拟量输出通道64

3.3.2 D/A转换器65

3.3.3 D/A转换器与接口技术68

3.3.4 D/A转换器与PC接口68

3.3.5 D/A转换器的输出形式70

3.3.6 V/I变换71

3.4 D/A、A/D转换器的电源、接地与布线71

3.5 硬件抗干扰技术72

3.5.1 过程通道抗干扰技术72

3.5.2 系统供电与接地技术75

习题378

第4章 顺序控制与数字控制技术80

4.1 顺序控制技术80

4.1.1 顺序控制概述80

4.1.2 顺序控制系统的组成83

4.1.3 微机顺序控制系统应用案例84

4.2 数字程序控制技术86

4.2.1 数字程序控制基础86

4.2.2 逐点比较法插补原理89

4.2.3 步进电机控制技术96

习题4101

第5章 数字控制器设计102

5.1 数字控制器的模拟化设计102

5.1.1 数字控制器的模拟化设计步骤102

5.1.2 数字PID控制器105

5.1.3 数字PID控制器的改进107

5.1.4 数字PID控制器参数的整定110

5.2 计算机控制系统的离散化设计113

5.2.1 数字控制器的离散化设计步骤114

5.2.2 最少拍控制器设计115

5.2.3 最少拍无波纹控制器设计120

5.3 大林算法121

5.3.1 大林算法的基本形式121

5.3.2 振铃现象及其消除方法123

5.4 数字控制器的计算机实现128

5.4.1 直接程序法128

5.4.2 串联程序法129

5.4.3 并行程序法130

习题5131

5.4.4 数字控制器设计131

第6章 控制系统的数据处理技术133

6.1 程序设计技术133

6.1.1 程序设计的步骤与方法133

6.1.2 工业控制组态软件135

6.2 测量数据预处理技术138

6.2.1 系统误差的自动校准138

6.2.2 线性化处理139

6.2.3 标度变换141

6.2.4 插值算法143

6.2.5 越限报警处理144

6.3 查表及数据排序技术145

6.3.1 数据排序技术145

6.3.2 查表技术147

6.4 软件抗干扰技术148

6.4.1 数字滤波技术149

6.4.2 输入输出数字量的软件抗干扰技术154

6.4.3 指令冗余技术154

习题6155

6.4.4 软件陷阱技术155

第7章 控制网络技术157

7.1 工业控制网络技术157

7.1.1 工业控制网络概述157

7.1.2 网络协议及其层次结构162

7.1.3 IEEE 802标准164

7.1.4 工业网络的性能评价和选型165

7.2 集散控制系统166

7.2.1 DCS概述167

7.2.2 DCS的分散过程控制级172

7.2.3 DCS的集中操作监控级173

7.2.4 DCS的综合信息管理级174

7.3 现场总线控制系统175

7.3.1 现场总线技术概述175

7.3.2 5种典型的现场总线179

7.3.3 DeviceNet（设备网）183

习题7185

第8章 计算机控制系统设计与实现186

8.1 系统设计的原则与步骤186

8.1.1 系统设计的原则186

8.1.2 系统设计的步骤187

8.2 系统的工程设计与实现190

8.2.1 系统总体方案设计190

8.2.2 硬件的工程设计与实现192

8.2.3 软件的工程设计与实现194

8.2.4 系统的调试与运行196

8.3 电热油炉温度单片机控制系统设计198

8.3.1 控制任务与工艺要求198

8.3.2 硬件系统设计200

8.3.3 数学模型与控制算法204

8.3.4 软件设计205

8.4 角位置伺服系统IPC控制设计206

8.4.1 系统概述206

8.4.2 硬件设计207

8.4.3 软件设计208

习题8211

第9章 智能控制技术基础212

9.1 绪论212

9.1.1 智能控制的基本概念212

9.1.2 智能控制系统213

9.2 基于模糊推理的智能控制215

9.2.1 模糊控制系统的基本原理216

9.2.2 模糊数学基础216

9.2.3 模糊控制器的设计220

9.3 人工神经网络228

9.3.1 神经网络的基本原理和结构228

9.3.2 感知器和反传（BP）网络231

9.3.3 神经网络控制235

习题9236

参考文献237