计算机控制技术

本书较为系统地讲述了计算机控制系统的基本概念、基础理论、分析设计与工程实现方法，有针对性地介绍了利用计算机控制系统实施优选的控制策略，以及自动化领域的研究热点和发展趋势。主要包括：计算机控制系统的基本概念、组成、分类及发展趋势；计算机控制系统数学描述与分析；计算机控制系统硬件技术；计算机数字程序控制技术；常规控制策略及数字控制器的程序实现；优选控制策略；计算机控制系统的设计与实现；计算机网络控制系统等。为了便于教学和自学，各章配有习题。全书内容丰富，理论、设计与实践相结合。内容讲述深入浅出、条理清楚。
本书适合高等院校自动化、电气工程及自动化、计算机应用和机电一体化等专业本科生作为教材使用，也可供有关技术人员参考和自学。

第1章绪论
1.1计算机控制系统的基本概念
1.2计算机控制系统的组成
1.2.1计算机控制系统的硬件组成
1.2.2计算机控制系统的软件组成
1.2.3计算机控制系统的特点
1.2.4计算机控制系统的可靠性要求
1.3计算机控制系统的分类
1.3.1数据采集处理系统
1.3.2直接数字控制系统
1.3.3计算机监督控制系统
1.3.4集散控制系统
1.3.5现场总线控制系统
1.3.6计算机集成制造系统
1.4计算机控制系统的发展
1.4.1计算机控制技术的发展概况
1.4.2计算机控制系统的发展趋势
思考题与习题
第2章计算机控制系统数学描述与分析
2.1信号的采样与恢复
2.1.1连续信号的采样和量化
2.1.2信号的恢复与采样保持器
2.2Z变换
2.2.1Z变换的定义
2.2.2Z变换的求法
2.2.3Z变换的基本定理
2.2.4Z反变换
2.3离散控制系统的数学描述
2.3.1差分方程及其求解
2.3.2脉冲传递函数
2.4离散控制系统稳定性分析
2.4.1S平面到Z平面的变换
2.4.2离散控制系统的稳定性条件
2.4.3离散系统稳定性判定方法
2.5计算机控制系统的过渡过程分析
2.6离散控制系统的稳态误差分析
思考题与习题
第3章计算机控制系统的硬件技术
3.1主机
3.1.1工业控制计算机
3.1.2可编程序控制器
3.1.3单片机与嵌入式控制器
3.2数字量输入输出接口
3.2.1数字量输入接口
3.2.2数字量输出接口
3.3模拟量输入接口
3.3.1信号调理电路
3.3.2多路模拟开关
3.3.3前置放大器
3.3.4采样保持器
3.3.5逐位逼边式A／D转换原理
3.3.6A／D转换器的性能指标
3.3.7ADC0809简介
3.3.8ADC0809接口电路
3.3.912位A／D转换器及其接口电路
3.3.10A／D转换模板
3.4模拟量输出接口
3.4.1D／A转换器工作原理
3.4.2D／A转换器的性能指标
3.4.3DAC0832简介
3.5计算机控制系统的总线技术
3.5.1总线的概念及分类
3.5.2ISA／EISA总线
3.5.3PCI／CompactPCI总线
3.5.4串行外部总线
思考题与习题
第4章计算机数字程序控制技术
4.1数字程序控制技术
4.1.1数字程序控制基础
4.1.2逐点比较法直线插补
4.1.3逐点比较法圆弧插补
4.2步进电动机控制技术
4.2.1步进电动机的工作原理
4.2.2步进电动机的一些基本参数及术语
4.2.3步进电动机驱动控制
4.2.4步进电动机单片机控制技术
4.3交流伺服电动机概述
思考题与习题
第5章常规控制策略
5.1连续控制律的离散化设计
5.1.1一阶后向差分变换
5.1.2一阶前向差分变换
5.1.3双线性变换法（突斯汀变换）
5.2数字PID控制
5.2.1PID控制器组成
5.2.2数字PID控制算法
5.2.3数字PID控制算法的改进
5.2.4PID参数的整定
5.3数字控制器的直接设计
5.3.1最少拍控制的基本原理
5.3.2最少拍有波纹控制系统设计
5.3.3最少拍无纹波控制系统设计
5.4纯滞后对象的控制
5.4.1大林算法
5.4.2史密斯预估控制
5.5数字控制器D（z）的程序实现
5.5.1直接实现法
5.5.2串接实现法
5.5.3并接实现法
5.6离散控制系统的MATLAB分析与仿真
本章小结
思考题与习题
第6章优选控制策略
6.1模糊控制
6.1.1模糊集合
6.1.2隶属函数的参数化
6.1.3模糊关系及其运算
6.1.4模糊关系的合成
6.1.5模糊推理
6.1.6模糊控制器的组成
6.1.7模糊控制器的设计步骤
6.1.8基于MATLAB的模糊控制系统设计
6.2神经网络控制
6.2.1神经网络的基本概念
6.2.2感知器和BP网络
6.2.3神经网络控制
6.3其他控制策略
6.3.1很优控制
6.3.2自适应控制
6.3.3鲁棒控制
6.3.4预测控制
6.3.5线性控制理论的发展
6.3.6专家系统
思考题与习题
第7章计算机控制系统的设计与实现
7.1计算机控制系统的设计原则与步骤
7.1.1控制系统的设计原则
7.1.2控制系统的设计步骤
7.2计算机控制系统设计实例
7.2.1电阻炉温度计算机控制系统的设计
7.2.2变频恒压供水计算机控制系统设计
7.3计算机控制系统抗干扰技术
7.3.1硬件抗干扰技术
7.3.2软件抗干扰技术
思考题与习题
第8章计算机网络控制系统
8.1分布式控制系统
8.1.1DCS的发展概况
8.1.2DCS的体系结构
8.1.3DCS的现场控制站
8.1.4DCS的操作站
8.1.5DCS的组态
8.2现场总线控制系统
8.2.1现场总线概述
8.2.2现场总线控制系统的特点
8.2.3几种常用的现场总线技术
8.3工业以太网控制系统
8.3.1工业以太网的技术特点
8.3.2工业以太网控制系统的设计方法
思考题与习题
参考文献