目录

第1章绪论

1.1计算机控制系统概述

1.1.1计算机控制系统

1.1.2计算机控制系统的组成

1.1.3计算机控制系统的主机

1.2计算机控制系统的典型型式

1.2.1操作指导控制系统

1.2.2直接数字控制系统

1.2.3监督计算机控制系统

1.2.4集散控制系统

1.2.5现场总线控制系统

1.2.6综合自动化系统

1.3计算机控制系统的发展概况和趋势

1.3.1计算机控制系统的发展概况

1.3.2计算机控制系统的发展趋势

习题与思考题

第2章计算机控制理论基础

2.1控制系统概述

2.1.1自动控制与自动控制系统

2.1.2开环控制和闭环控制

2.1.3线性系统与非线性系统

2.2连续时间控制系统

2.2.1连续时间控制系统的数学模型与传递函数

2.2.2结构图

2.2.3连续时间控制系统的时域分析

2.2.4连续时间控制系统的稳定性分析

2.2.5连续时间控制系统的稳态误差

2.2.6连续时间控制系统的设计

2.3离散时间控制系统

2.3.1离散时间控制系统的基本概念

2.3.2采样保持和采样定理

2.3.3离散时间控制系统的数学模型与脉冲传递函数

2.3.4离散时间控制系统的稳定性分析

2.3.5离散时间控制系统的稳态误差

2.3.6离散时间控制系统的时域分析

2.3.7离散时间控制系统的设计

习题与思考题

第3章常规及复杂控制技术

3.1计算机控制系统的性能指标

3.1.1稳态性能指标

3.1.2动态性能指标

3.1.3抗扰性

3.1.4鲁棒性

3.1.5控制受限

3.2数字控制器的连续化设计技术

3.2.1数字控制器的连续化设计步骤

3.2.2理想数字PID控制器的设计

3.2.3实际数字PID控制器的设计

3.2.4数字PID控制器的改进

3.2.5数字PID控制器的参数整定

3.3数字控制器的离散化设计技术

3.3.1数字控制器的离散化设计步骤

3.3.2最少拍控制器的设计

3.3.3最少拍有纹波控制器的设计

3.3.4最少拍无纹波控制器的设计

3.4纯滞后控制技术

3.4.1连续化设计技术——施密斯预估控制

3.4.2离散化设计技术——达林算法

习题与思考题

第4章智能控制技术

4.1模糊控制技术

4.1.1模糊控制的数学基础

4.1.2模糊控制原理

4.1.3模糊控制器设计

4.1.4双输入单输出模糊控制系统设计

4.2神经网络控制技术

4.2.1神经网络基础

4.2.2神经网络控制

4.3专家控制技术

4.3.1专家系统

4.3.2专家控制介绍

4.3.3专家控制基本思想

4.3.4专家控制组织结构

4.4其他智能控制技术

习题与思考题

第5章计算机控制系统的硬件设计技术

5.1工业控制机及其接口扩展技术

5.1.1工业控制机总线技术

5.1.2系统总线接口扩展技术

5.1.3外部总线接口扩展技术

5.1.4嵌入式系统接口扩展技术

5.2输入/输出接口与过程通道设计原理

5.2.1数字量输入/输出接口与过程通道

5.2.2模拟量输入接口与过程通道

5.2.3模拟量输出接口与过程通道

5.2.4脉冲量输入/输出接口与过程通道

5.3基于系统总线的计算机控制系统硬件设计

5.3.1数字量输入/输出接口与过程通道模板设计

5.3.2模拟量输入接口与过程通道模板设计

5.3.3模拟量输出接口与过程通道模板设计

5.3.4脉冲量输入/输出接口与过程通道模板设计

5.4基于外部总线的计算机控制系统硬件设计

5.4.1基于外部总线的硬件设计方案

5.4.2远程I/O模块

5.4.3其他测控装置

5.5硬件抗干扰技术

5.5.1过程通道抗干扰技术

5.5.2主机抗干扰技术

5.5.3系统供电与接地技术

习题与思考题

第6章计算机控制系统的软件设计技术

6.1程序设计技术

6.1.1模块化与结构化程序设计

6.1.2面向过程与面向对象的程序设计

6.1.3高级语言I/O控制台编程

6.2人机接口技术

6.2.1HMI/SCADA的含义

6.2.2基于监控组态软件设计人机接口

6.2.3基于可视化高级语言设计人机接口

6.3测量数据预处理与系统有限字长

6.3.1误差自动校准

6.3.2线性化处理和非线性补偿

6.3.3标度变换方法 

6.3.4越限报警处理 

6.3.5量化误差来源 

6.3.6A/D、D/A转换器及运算字长的选择 

6.4数字控制器的工程实现

6.4.1给定值和被控量处理

6.4.2偏差处理 

6.4.3控制算法的实现 

6.4.4控制量处理 

6.4.5自动/手动切换

6.5软件抗干扰技术

6.5.1数字滤波技术

6.5.2开关量的软件抗干扰技术 

6.5.3指令冗余技术

6.5.4软件陷阱技术 

习题与思考题

第7章分布式测控网络技术

7.1工业网络技术

7.1.1工业网络概述

7.1.2数据通信编码技术

7.1.3网络协议及其层次结构

7.1.4IEEE 802标准

7.1.5工业网络的性能评价和选型

7.2集散控制系统

7.2.1集散控制系统概述

7.2.2集散控制系统的分散控制级

7.2.3集散控制系统的集中监控级

7.2.4集散控制系统的综合管理级

7.3现场总线控制系统

7.3.1现场总线概述

7.3.25种典型的现场总线

7.4工业以太网测控系统

7.4.1工业以太网概述

7.4.2工业以太网测控系统设计

7.5系统集成与综合自动化系统

7.5.1系统集成

7.5.2Purdue模型

7.5.3ERPMESPCS三层结构

7.5.4综合自动化系统的实现

7.6工业互联网与智能工厂

7.6.1无线传感器网络

7.6.2物联网

7.6.3工业大数据与工业互联网

7.6.4数字化车间与智能工厂

习题与思考题

第8章计算机控制系统的设计与实现

8.1系统设计的原则与步骤

8.1.1系统设计的原则

8.1.2系统设计的步骤

8.2系统的工程设计与实现

8.2.1系统总体方案设计

8.2.2硬件的工程设计与实现

8.2.3软件的工程设计与实现

8.2.4系统的调试与运行

8.3设计举例： 啤酒发酵过程计算机控制系统

8.3.1啤酒发酵工艺及控制要求

8.3.2系统总体方案的设计

8.3.3系统硬件和软件的设计

8.3.4系统的安装调试运行及控制效果

8.4设计举例： 机器人关节运动计算机控制系统

8.4.1PUMA560机器人的结构原理

8.4.2机器人运动学方程

8.4.3机器人动力学方程

8.4.4机器人手臂的独立关节位置伺服控制

习题与思考题

参考文献