計算機控制技術(shù)

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(shù)
　習(xí)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(jié)構(gòu)
　　2.1.2　人機接口及其應(yīng)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(fù)現(xiàn)重構(gòu)
　　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(zhuǎn)換器及接口
　　2.3.3　多路轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)形式
　　2.4.2　D/A轉(zhuǎn)換接口技術(shù)
　2.5　數(shù)字量輸入/輸出通道
　　2.5.1　數(shù)字量輸入通道
　　2.5.2　數(shù)字量輸出通道
　　2.5.3　數(shù)字量接口典型應(yīng)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(yīng)用
　本章小節(jié)
　習(xí)題
第三章　數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理
　3.1　概述
　　3.1.1　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能
　　3.1.2　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展
　3.2　數(shù)字濾波
　　3.2.1　程序判斷濾波
　　3.2.2　算術(shù)平均濾波
　　3.2.3　加權(quán)平均濾波
　　3.2.4　中值濾波
　　3.2.5　慣性濾波
　　3.2.6　復(fù)合濾波
　　3.2.7　高通濾波
　　3.2.8　帶通濾波
　　3.2.9　數(shù)字濾波小結(jié)
　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(biāo)度變換
　　3.4.1　誤差修正
　　3.4.2　標(biāo)度變換
　3.5　應(yīng)用實例——二級分布式數(shù)據(jù)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(jié)
　習(xí)題
第四章　程序控制和數(shù)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(shù)字程序控制
　　4.2.1　微機數(shù)控系統(tǒng)的組成與分類
　　4.2.2　數(shù)值控制的基本原理
　　4.2.3　逐點比較法插補原理
　4.3　步進(jìn)電機的控制
　　4.3.1　步進(jìn)電機的工作原理
　　4.3.2　步進(jìn)電機控制系統(tǒng)原理
　　4.3.3　步進(jìn)電機控制程序的設(shè)計
　　4.3.4　步進(jìn)電機變速控制程序
　　4.3.5　單片機步進(jìn)電機應(yīng)用舉例
　本章小結(jié)
　習(xí)題
第五章　控制規(guī)律的離散化設(shè)計
　5.1　最小拍控制器設(shè)計
　　5.1.1　最小拍有紋波控制器的設(shè)計原理與設(shè)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(shè)計
　5.2　數(shù)字控制器的計算機實現(xiàn)
　　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(jié)及例題
　5.3　應(yīng)用實例——示教機械手控制
　　5.3.1　工作原理
　　5.3.2　數(shù)字調(diào)節(jié)器的設(shè)計與實現(xiàn)
　本章小結(jié)
　習(xí)題
第六章　控制規(guī)律的模擬化設(shè)計
　6.1　概述
　　6.1.1　模擬化設(shè)計方法的主要特點
　　6.1.2　模擬化設(shè)計方法的分類
　　6.1.3　模擬化設(shè)計方法的基本條件
　6.2　基本數(shù)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(shù)字PID的改進(jìn)
　　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(wǎng)絡(luò)的數(shù)字濾波器實現(xiàn)
　　6.4.1　沖激響應(yīng)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(shù)字控制器模擬化設(shè)計中的應(yīng)用
　6.6　應(yīng)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(shè)計
　本章小結(jié)
　習(xí)題
第七章　復(fù)雜控制規(guī)律的設(shè)計
　7.1　大林（Dahlin）算法
　　7.1.1　適用對象
　　7.1.2　期望設(shè)計目標(biāo)
　　7.1.3　設(shè)計步驟
　　7.1.4　振鈴現(xiàn)象及其消除
　7.2　史密斯（Smith）預(yù)估控制
　　7.2.1　Smith預(yù)估控制原理
　　7.2.2　Smith預(yù)估控制算法的數(shù)字實現(xiàn)
　　7.2.3　Dahlin算法和Smith預(yù)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(shù)字實現(xiàn)
　　7.3.4　串級控制系統(tǒng)的設(shè)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(yīng)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(jié)
　習(xí)題
第八章　計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
　8.1　計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的基本方法和步驟
　　8.1.1　系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟
　　8.1.2　系統(tǒng)的總體設(shè)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(yīng)用程序設(shè)計
　　8.1.5　系統(tǒng)的調(diào)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(shù)
　　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(yīng)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(shè)計
　本章小結(jié)
　習(xí)題
參考文獻(xiàn)