計算機控制：基礎·技術·工具·實例

第一篇 基礎篇
第1章 引言
1.1   可能會面對什么樣的計算機控制問題
1.1.1  引例：智能建筑（或小區(qū)）照明監(jiān)控系統(tǒng)
1.1.2  計算機控制問題域分析
1.2   如何使用本書
1.3   小結與進一步學習指南
第2章 控制基礎
2.1   控制的基本概念
2.1.1  控制的基本概念
2.1.2  引例：液位控制
2.2   幾組重要概念
2.2.1  控制器與控制算法
2.2.2  PID控制
2.3   現代控制與智能控制
2.3.1  控制結構
2.3.2  幾種常用的多控制器結構
2.4   分層控制與分布式控制
2.4.1  采樣系統(tǒng)理論基礎
2.4.2  脈沖傳遞函數
2.4.3  采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性與動態(tài)響應分析
2.4.4  連續(xù)域間設計——數字PID的實現
2.4.5  離散域直接設計法簡介
2.5   小結與進一步學習指南
第3章 計算機基礎
3.1   計算機的基本概念
3.1.1  計算機理論的三個層次：體系結構、組成、實現；馮·諾依曼結構
3.1.2  微機系統(tǒng)三個層次：微處理器、微機、微機系統(tǒng)
3.1.3  兩類指令集：RISC，CISC
3.1.4  兩種存儲空間配置方式：普林斯頓結構、哈佛結構
3.1.5  多板機、單板機、單片機、通用機、專用機、嵌入式系統(tǒng)
3.1.6  與連接相關的概念：數據通信，接口，端口、過程通道，總線，網絡
3.1.7  計算機與外設 數據傳送方式
3.1.8  JTAG，系統(tǒng)重構、系統(tǒng)內可重構，靜態(tài)重構、動態(tài)重構，LAP，ISP
3.1.9  其他常用概念
3.2   MCU類計算機
3.2.1  MCU概述
3.2.2  MCU的選擇與應用
3.2.3  ARM簡介
3.3   DSP簡介
3.3.1  DSP概述
3.3.2  DSP的選擇與應用
3.4   可編程ASIC簡介
3.5   小結與進一步學習指南
第4章 傳感器與執(zhí)行元件基礎
4.1   傳感器基礎
4.1.1  傳感器概述
4.1.2  常用傳感器的選擇與應用
4.2   執(zhí)行元件基礎
4.2.1  執(zhí)行元件概述
4.2.2  常用執(zhí)行元件的選擇與應用
4.3   小結與進一步學習指南
習題與思考題一
第二篇 技術篇
第5章 過程通道技術
5.1   過程通道的基本概念
5.1.1  過程通道的信號種類
5.1.2  過程通道的編址方式與地址譯碼技術
5.1.3  過程通道是路設計應考慮的典型問題
5.1.4  多通道的結構方案與器件復用
5.2   數字量輸入輸出通道
5.2.1  概述
5.2.2  數字量輸入通道
5.2.3  數字量輸出通道
5.3   模擬量輸入通道
5.3.1  模擬量輸入通道的構成
5.3.2  模擬小信號放大電路及采樣保持電路
5.3.3  ADC的選型與使用
5.4   模擬量輸出通道
5.4.1  模擬量輸出通道的構成
5.4.2  DAC的選型與使用
5.5   小結與進一步學習指南
第6章 數據處理技術
6.1   數字濾波
6.1.1  中值濾波
6.1.2  平均值波波
6.1.3  程序判斷濾波
6.1.4  一階慣性濾波
6.1.5  濾波方法的比較與選擇
6.2   標度變換
6.2.1  標度變換的定義
6.2.2  標度變換的方法
6.3   線性化
6.3.1  公式計算法
6.3.2  查表法
6.3.3  插值法
6.4   小結與進一步學習指南
第7章 控制網絡技術
7.1   網絡基礎
7.1.1  基本概念
7.1.2  常用的網絡體系結構模型
7.1.3  信息網與控制網
7.2   現場總線技術
7.2.1  現場總線技術簡介
7.2.2  有代表性的現場總線解決解決方案
7.3   工業(yè)以太網
7.3.1  工業(yè)以太網簡介
7.3.2  有代表性的工業(yè)以太網解決方案
7.4   小結與進一步學習指南
第8章 可靠性技術
8.1   可靠性的基本概念
8.1.1  可靠性指標
8.1.2  可靠性模型
8.1.3  可靠性設計的基本內容
8.1.4  計算機控制系統(tǒng)干擾分析
8.2   電子系統(tǒng)硬件可靠性技術簡介
8.2.1  接地技術
8.2.2  EMC與屏蔽技術
8.2.3  PCB相關技術
8.3   小結與進一步學習指南
習題與思考題二
第三篇 工具篇
第9章 數據自理與仿真工具
9.1   控制系統(tǒng)的仿真
9.1.1  控制系統(tǒng)仿真的概念
9.1.2  控制系統(tǒng)仿真的分類
9.1.3  控制系統(tǒng)仿真的過程
9.2   MATLAB簡介
9.2.1  MATLAB數據處理功能簡介
9.2.2  MATLAB繪圖功能簡介
9.2.3  MATLAB程序設計入門
9.2.4  SIMULINK仿真環(huán)境
9.2.5  MATLAB工具箱簡介
9.3   MATLAB在控制中的應用實例
9.3.1  線性控制系統(tǒng)校正
9.3.2  現代控制與智能控制實例
9.4   小結與進一步學習指南
第10章 其他常用工具簡介
10.1  組態(tài)軟件簡介
10.1.1 組態(tài)軟件概述
10.1.2 PCAuto簡介
10.2  虛擬儀器簡介
10.2.1 虛擬儀器概述
10.2.2 LabVIEW簡介
10.3  小結與進一步學習指南
習題與思考題三
第四篇 實例篇
第11章 可編程序控制器系統(tǒng)專題
11.1   可編程序控制器簡介
11.1.1 PLC概述
11.1.2 PLC的分類與選擇
11.2   可編程控制器的程序設計
11.2.1 程序設計語言
11.2.2 PLC程序設計的一般過程
11.3   可編程序控制器系統(tǒng)實例
11.3.1 基于PLC的DDC
11.3.2 基于PLC的SCC
第12章 嵌入式系統(tǒng)專題
12.1  嵌入式系統(tǒng)開發(fā)大門
12.1.1 總體設計
12.1.2 軟件設計
12.1.3 系統(tǒng)調試
12.2  嵌入式控制產品設計實例
12.2.1 基于現場總線的智能數據采集器
12.2.2 基于可編程器件的簡易邏輯分析儀
第13章 機電一體化專題
13.1  基于MCU的直流電機調速
13.1.1 器件的選用
13.1.2 功能分配
13.1.3 系統(tǒng)框圖
13.1.4 MCU和CPLD的程序說明
13.1.5 PCB的設計
13.1.6 設計小結
13.2  機器人
13.2.1 概述
13.2.2 典型的工業(yè)機器人——PUMA560
13.2.3 典型的移動服務機器人——TUTE03-A
13.2.4 典型的遙操作機器人——TTRP-01
13.2.5 典型的教育機器人——派爾博（PLABO）機器人平臺
13.3  數控機床及其應用
13.3.1 數控機床基礎
13.3.2 現代機械制造系統(tǒng)
第14章 綜合自動化與分布式控制專題
14.1  CMIS的基本概念及典型實例
14.1.1 CIMS的基本概念
14.1.2 流程工業(yè)CIMS的典型解決方案
14.2  流程工業(yè)綜合自動化的基本概念及典型實例
14.3  第四代DCS的基本概念及典型實例
14.3.1 第四代DCS的基本概念
14.3.2 HOLLiAS工業(yè)工程控制系統(tǒng)
14.4  基于智能微節(jié)點的無線傳感器網絡
14.4.1 基于智能微節(jié)點的無線傳感器網絡的基本概念
14.4.2 傳感器網絡系統(tǒng)和智能微節(jié)點的結構
14.4.3 基于智能微節(jié)點的無線傳感器網絡的價值和影響
附錄篇
附錄A 術語表
附錄B 常用數學公式
B1 拉普拉斯（Laplace）變換
B1.1 拉普拉斯變換與拉普拉斯反變換的定義
B1.2 拉氏變換的性質
B1.3 拉氏反變換的方法
B2 z變換
B2.1 z變換與z反變換的定義
B2.2 z變換的性質
B2.3 z變換的計算方法
B2.4 z反變換的計算方法
B3 常用拉氏變換與z變換對照表
附錄C 誤差與不確定度的基本概念
C1 誤差的基本概念
C1.1 絕對誤差
C1.2 相以誤差
C1.3 誤差的分類
C2 測量不確定度
C2.1 測量不確定度與測量誤差
C2.2 測量不確定度的評定
C3 誤差積分準則
C3.1 IE準則
C3.2 IAE準則
C3.3 ISE準則
C3.4 ITAE準則與ITSE準則
附錄D 常用信息資源
D1 常用網絡資源
D2 常用雜志
D2.1 常用英文雜志
D2.2 常用中文核心期刊名錄
附錄E 常用封裝和器件
E1 常用封裝
E2 幾個常用芯片的管腳圖
E3 常用熱電偶的主要性能與使用環(huán)境
參考文獻
綜合類
現代控制與智能控制相關
傳感器與執(zhí)行元件相關
計算機相關
網絡相關
可靠性相關
控制軟件相關
應用領域相關
誤差與不確定度相關