計算機控制技術

第一章　緒論
　1.1　計算機控制系統(tǒng)的基本概念
　　1.1.1　計算機控制系統(tǒng)的定義
　　1.1.2　計算機控制的發(fā)展概況
　　1.1.3　計算機控制系統(tǒng)的組成
　1.2　計算機控制系統(tǒng)的分類與特點
　　1.2.1　計算機控制系統(tǒng)的分類
　　1.2.2　計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展
　　1.2.3　計算機控制系統(tǒng)的特點
　　1.2.4　工業(yè)控制計算機的要求
　1.3　計算機控制系統(tǒng)仿真技術
　習題
第二章　過程輸入/輸出通道
　2.1　概述
　　2.1.1　過程通道的分類及基本結構
　　2.1.2　人機接口及其應用
　2.2　采樣與量化
　　2.2.1　采樣過程與采樣定理
　　2.2.2　量化與復現重構
　　2.2.3　采樣周期的選擇
　2.3　模擬量輸入通道
　　2.3.1　模擬量輸入通道的組成
　　2.3.2　A/D轉換器及接口
　　2.3.3　多路轉換器
　　2.3.4　采樣與保持
　2.4　模擬量輸出通道
　　2.4.1　多路模擬輸出的結構形式
　　2.4.2　D/A轉換接口技術
　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　數字量接口典型應用
　2.6　工業(yè)控制計算機I/O模板
　　2.6.1　概述
　　2.6.2　典型應用
　本章小節(jié)
　習題
第三章　數據采集與數據處理
　3.1　概述
　　3.1.1　數據采集系統(tǒng)的基本結構和功能
　　3.1.2　數據采集系統(tǒng)的發(fā)展
　3.2　數字濾波
　　3.2.1　程序判斷濾波
　　3.2.2　算術平均濾波
　　3.2.3　加權平均濾波
　　3.2.4　中值濾波
　　3.2.5　慣性濾波
　　3.2.6　復合濾波
　　3.2.7　高通濾波
　　3.2.8　帶通濾波
　　3.2.9　數字濾波小結
　3.3　線性化處理
　　3.3.1　計算法
　　3.3.2　查表法與插值逼近
　　3.3.3　折線近似
　3.4　誤差修正和標度變換
　　3.4.1　誤差修正
　　3.4.2　標度變換
　3.5　應用實例——二級分布式數據采集系統(tǒng)
　　3.5.1　系統(tǒng)功能
　　3.5.2　系統(tǒng)硬件組成
　　3.5.3　系統(tǒng)軟件組成
　本章小結
　習題
第四章　程序控制和數值控制
　4.1　微型計算機順序控制器
　　4.1.1　順序控制
　　4.1.2　順序控制器
　4.2　數字程序控制
　　4.2.1　微機數控系統(tǒng)的組成與分類
　　4.2.2　數值控制的基本原理
　　4.2.3　逐點比較法插補原理
　4.3　步進電機的控制
　　4.3.1　步進電機的工作原理
　　4.3.2　步進電機控制系統(tǒng)原理
　　4.3.3　步進電機控制程序的設計
　　4.3.4　步進電機變速控制程序
　　4.3.5　單片機步進電機應用舉例
　本章小結
　習題
第五章　控制規(guī)律的離散化設計
　5.1　最小拍控制器設計
　　5.1.1　最小拍有紋波控制器的設計原理與設計方法
　　5.1.2　最小拍有紋波系統(tǒng)存在的主要問題
　　5.1.3　最小拍無紋波控制器設計
　5.2　數字控制器的計算機實現
　　5.2.1　直接程序法
　　5.2.2　串行程序法
　　5.2.3　并行程序法
　　5.2.4　小結及例題
　5.3　應用實例——示教機械手控制
　　5.3.1　工作原理
　　5.3.2　數字調節(jié)器的設計與實現
　本章小結
　習題
第六章　控制規(guī)律的模擬化設計
　6.1　概述
　　6.1.1　模擬化設計方法的主要特點
　　6.1.2　模擬化設計方法的分類
　　6.1.3　模擬化設計方法的基本條件
　6.2　基本數字PID控制
　　6.2.1　位置式PID
　　6.2.2　增量式PID
　　6.2.3　幾種基本PID算法的比較
　6.3　數字PID的改進
　　6.3.1　抑制積分飽和的方法
　　6.3.2　抑制干擾的方法
　　6.3.3　帶死區(qū)的PID算法
　　6.3.4　阻尼PID算法
　　6.3.5　采樣PID算法
　6.4　模擬校正網絡的數字濾波器實現
　　6.4.1　沖激響應不變法
　　6.4.2　零—極點匹配法
　　6.4.3　零階保持器法
　　6.4.4　雙線性變換法
　　6.4.5　差分變換法
　　6.4.6　幾種離散化方法的比較
　6.5　MATLAB語言在數字控制器模擬化設計中的應用
　6.6　應用舉例——隧道窯計算機控制系統(tǒng)
　　6.6.1　控制系統(tǒng)的功能
　　6.6.2　硬件系統(tǒng)的組成
　　6.6.3　軟件系統(tǒng)的設計
　本章小結
　習題
第七章　復雜控制規(guī)律的設計
　7.1　大林（Dahlin）算法
　　7.1.1　適用對象
　　7.1.2　期望設計目標
　　7.1.3　設計步驟
　　7.1.4　振鈴現象及其消除
　7.2　史密斯（Smith）預估控制
　　7.2.1　Smith預估控制原理
　　7.2.2　Smith預估控制算法的數字實現
　　7.2.3　Dahlin算法和Smith預估控制的比較
　7.3　串級控制
　　7.3.1　串級控制系統(tǒng)的工作原理
　　7.3.2　串級控制系統(tǒng)的特點
　　7.3.3　串級控制的數字實現
　　7.3.4　串級控制系統(tǒng)的設計
　　7.3.5　串級控制系統(tǒng)控制規(guī)律的選擇
　　7.3.6　串級控制系統(tǒng)的整定
　7.4　前饋控制
　　7.4.1　前饋控制系統(tǒng)的概念
　　7.4.2　前饋控制系統(tǒng)的完全補償算法
　　7.4.3　前饋控制系統(tǒng)的特點
　　7.4.4　前饋反饋控制系統(tǒng)
　7.5　應用實例
　　7.5.1　合成氨溫度控制系統(tǒng)
　　7.5.2　鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)
　本章小結
　習題
第八章　計算機控制系統(tǒng)的設計與實現
　8.1　計算機控制系統(tǒng)設計的基本方法和步驟
　　8.1.1　系統(tǒng)設計的基本步驟
　　8.1.2　系統(tǒng)的總體設計和可行性評價
　　8.1.3　控制主機和I/O通道的選擇
　　8.1.4　控制算法的確定與應用程序設計
　　8.1.5　系統(tǒng)的調試與試運行
　8.2　計算機控制系統(tǒng)的可靠性
　　8.2.1　概述
　　8.2.2　系統(tǒng)硬件的可靠性
　　8.2.3　系統(tǒng)軟件的可靠性
　8.3　計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術
　　8.3.1　干擾源及其傳播路徑
　　8.3.2　空間抗干擾措施
　　8.3.3　I/O通道抗干擾措施
　　8.3.4　電源系統(tǒng)抗干擾措施
　　8.3.5　地線配置抗干擾措施
　　8.3.6　軟件系統(tǒng)抗干擾措施
　8.4　應用舉例——工業(yè)過程控制系統(tǒng)
　　8.4.1　控制系統(tǒng)的功能
　　8.4.2　硬件系統(tǒng)的組成
　　8.4.3　軟件系統(tǒng)的設計
　本章小結
　習題
參考文獻