计算机控制技术 第3版

前言
第1章绪论1
1.1计算机控制系统概述1
1.1.1自动控制系统1
1.1.2计算机控制系统2
1.1.3计算机控制系统的组成3
1.1.4计算机控制系统的主机5
1.2计算机控制系统的典型型式7
1.2.1操作指导控制系统7
1.2.2直接数字控制系统7
1.2.3监督计算机控制系统8
1.2.4集散控制系统8
1.2.5现场总线控制系统8
1.2.6综合自动化系统9
1.3计算机控制系统的发展概况和趋势10
1.3.1计算机控制系统的发展概况10
1.3.2计算机控制系统的发展趋势13
习题15
第2章计算机控制系统的硬件设计技术16
2.1工控机的总线技术16
2.1.1总线概述16
2.1.2系统总线简介17
2.1.3外部总线简介21
2.2总线接口扩展技术22
2.2.1系统总线接口扩展技术22
2.2.2外部总线接口扩展技术27
2.3输入/输出接口与过程通道设计原理29
2.3.1数字量输入/输出接口与过程通道30
2.3.2模拟量输入接口与过程通道33
2.3.3模拟量输出接口与过程通道44
2.3.4脉冲量输入/输出接口与过程通道49
2.4基于系统总线的计算机控制系统硬件设计52
2.4.1数字量输入/输出接口与过程通道模板设计52
2.4.2模拟量输入接口与过程通道模板设计53
2.4.3模拟量输出接口与过程通道模板设计56
2.4.4脉冲量输入/输出接口与过程通道模板设计57
2.5基于外部总线的计算机控制系统硬件设计58
2.5.1基于外部总线的硬件设计方案58
2.5.2远程I/O模块58
2.5.3其他测控装置62
2.6硬件抗干扰技术66
2.6.1过程通道抗干扰技术67
2.6.2主机抗干扰技术72
2.6.3系统供电与接地技术75
习题78
第3章数字控制技术80
3.1数字控制基础80
3.1.1数控技术发展概况80
3.1.2数字控制原理81
3.1.3数字控制方式82
3.1.4数字控制系统82
3.1.5数控系统的分类83
3.2运动轨迹插补原理84
3.2.1逐点比较法直线插补85
3.2.2逐点比较法圆弧插补88
3.2.3数字积分法插补91
3.3进给速度与加减速控制97
3.3.1进给速度控制97
3.3.2加减速控制98
3.4电动机驱动控制与位置伺服系统100
3.4.1步进电动机驱动控制100
3.4.2直流伺服电动机驱动控制106
3.4.3交流伺服电动机驱动控制106
3.4.4位置伺服系统107
3.5多轴运动控制技术110
3.5.1多轴运动控制系统结构110
3.5.2多轴运动控制系统硬件设计110
3.5.3多轴运动控制系统软件设计112
3.5.4数控系统设计举例——基于IPC的多轴运动控制113
习题116
第4章常规及复杂控制技术117
4.1控制系统的性能指标117
4.1.1稳态性能指标117
4.1.2动态性能指标118
4.1.3抗干扰性能118
4.1.4对控制作用的118
4.2数字控制器的连续化设计技术119
4.2.1数字控制器的连续化设计步骤119
4.2.2理想数字PID控制器的设计122
4.2.3实际数字PID控制器的设计124
4.2.4数字PID控制器的改进128
4.2.5数字PID控制器的参数整定130
4.3数字控制器的离散化设计技术135
4.3.1数字控制器的离散化设计步骤135
4.3.2最少拍控制器的设计136
4.3.3最少拍有纹波控制器的设计140
4.3.4最少拍无纹波控制器的设计145
4.4纯滞后系统控制技术148
4.4.1史密斯预估控制——连续化设计技术148
4.4.2达林算法——离散化设计技术150
4.5串级控制技术154
4.5.1串级控制的结构和原理155
4.5.2数字串级控制算法155
4.5.3副回路微分先行串级控制算法156
4.6前馈-反馈控制技术157
4.6.1前馈控制的结构和原理158
4.6.2前馈-反馈控制结构158
4.6.3数字前馈-反馈控制算法160
4.7解耦控制技术161
4.7.1解耦控制原理162
4.7.2数字解耦控制算法164
习题165
第5章现代控制技术167
5.1采用状态空间的输出反馈设计法167
5.1.1连续状态方程的离散化168
5.1.2最少拍无纹波系统的跟踪条件168
5.1.3输出反馈设计法的设计步骤169
5.2采用状态空间的极点配置设计法171
5.2.1按极点配置设计控制规律172
5.2.2按极点配置设计状态观测器174
5.2.3按极点配置设计控制器178
5.2.4跟踪系统设计182
5.3采用状态空间的很优化设计法183
5.3.1LQ很优控制器设计184
5.3.2状态很优估计器设计187
5.3.3LQG很优控制器设计192
5.3.4跟踪系统设计192
习题193
第6章优选控制技术194
6.1模糊控制技术194
6.1.1模糊控制的数学基础194
6.1.2模糊控制原理199
6.1.3模糊控制器设计203
6.1.4双输入单输出模糊控制系统设计205
6.2神经网络控制技术208
6.2.1神经网络基础208
6.2.2神经网络控制210
6.3专家控制技术213
6.3.1专家系统213
6.3.2专家控制介绍214
6.3.3专家控制基本思想216
6.3.4专家控制组织结构218
6.4预测控制技术219
6.4.1内部模型219
6.4.2预测模型220
6.4.3预测控制算法222
6.5其他优选控制技术225
习题226
第7章计算机控制系统的软件设计技术227
7.1程序设计技术227
7.1.1模块化与结构化程序设计227
7.1.2面向过程与面向对象的程序设计229
7.1.3高级语言I/O控制台编程230
7.2人机接口(HMI/SCADA)技术230
7.2.1HMI/SCADA的含义230
……