計算機控制技術(shù)

前言
第1章 緒論
　1.1 計算機控制系統(tǒng)概述
　　1.1.1 自動控制系統(tǒng)
　　1.1.2 計算機控制系統(tǒng)
　　1.1.3 計算機控制系統(tǒng)的組成
　　1.1.4 常用的計算機控制系統(tǒng)主機
　1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型型式
　　1.2.1 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)
　　1.2.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)
　　1.2.3 監(jiān)督控制系統(tǒng)
　　1.2.4 集散控制系統(tǒng)
　　1.2.5 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
　　1.2.6 綜合自動化系統(tǒng)
　1.3 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢
　　1.3.1 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展概況
　　1.3.2 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
　習(xí)題
第2章 計算機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計技術(shù)
　2.1 總線技術(shù)
　　2.1.1 總線的定義、層次結(jié)構(gòu)及種類
　　2.1.2 PC/ISA/EISA總線簡介
　　2.1.3 PCI/Compact PCI總線簡介
　　2.1.4 其它總線簡介
　　2.1.5 串行外部總線簡介
　2.2 總線擴展技術(shù)
　　2.2.1 微型計算機系統(tǒng)VO端口與地址分配
　　2.2.2 I/O端口地址譯碼技術(shù)
　　2.2.3 基于ISA總線端口擴展
　2.3 數(shù)字量輸入輸出接口與過程通道
　　2.3.1 數(shù)字量輸入輸出接口技術(shù)
　　2.3.2 數(shù)字量輸入通道
　　2.3.3 數(shù)字量輸出通道
　　2.3.4 數(shù)字(開關(guān))量輸入/輸出通道模板舉例
　2.4 模擬量輸入接口與過程通道
　　2.4.1 模擬量輸入通道的組成
　　2.4.2 信號調(diào)理和VV變換
　　2.4.3 多路轉(zhuǎn)換器
　　2.4.4 采樣、量化及采樣/保持器
　　2.4.5 A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)
　　2.4.6 模擬量輸入通道模板舉例
　2.5 模擬量輸出接口與過程通道
　　2.5.1 模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)型式
　　2.5.2 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)
　　2.5.3 單極性與雙極性電壓輸出電路
　　2.5.4 V/I變換
　　2.5.5 模擬量輸出通道模板舉例
　2.6 基于串行總線的計算機控制系統(tǒng)硬件技術(shù)
　　2.6.1 智能遠(yuǎn)程U0模塊
　　2.6.2 智能調(diào)節(jié)器
　　2.6.3 可編程序控制器(PLC)
　　2.6.4 運動控制器
　2.7 硬件抗干擾技術(shù)
　　2.7.1 過程通道抗干擾技術(shù)
　　2.7.2 主機抗干擾技術(shù)
　　2.7.3 系統(tǒng)供電與接地技術(shù)
　習(xí)題
第3章 數(shù)字控制技術(shù)
　3.1 數(shù)字控制基礎(chǔ)
　　3.1.1 數(shù)控技術(shù)發(fā)展概況
　　3.1.2 數(shù)字控制原理
　　3.1.3 數(shù)字控制方式
　　3.1.4 數(shù)字控制系統(tǒng)
　　3.1.5 數(shù)控系統(tǒng)的分類
　3.2 逐點比較法插補原理
　　3.2.1 逐點比較法直線插補
　　3.2.2 逐點比較法圓弧插補
　3.3 多軸步進驅(qū)動控制技術(shù)
　　3.3.1 步進電動機的工作原理
　　3.3.2 步進電動機的工作方式
　　3.3.3 步進電動機控制接口及輸出字表
　　3.3.4 步進電動機控制程序
　　3.3.5 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計舉例——三軸步進電動機控制
　3.4 多軸伺服驅(qū)動控制技術(shù)
　　3.4.1 伺服系統(tǒng)
　　3.4.2 現(xiàn)代運動控制技術(shù)
　　3.4.3 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計舉例——基于PC的多軸運動控制
　習(xí)題
第4章 常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)
　4.1 數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計技術(shù)
　　4.1.1 數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計步驟
　　4.1.2 數(shù)字PID控制器的設(shè)計
　　4.1.3 數(shù)字PID控制器的改進
　　4.1.4 數(shù)字PID控制器的參數(shù)整定
　4.2 數(shù)字控制器的離散化設(shè)計技術(shù)
　　4.2.1 數(shù)字控制器的離散化設(shè)計步驟
　　4.2.2 最少拍控制器的設(shè)計
　　4.2.3 最少拍有紋波控制器的設(shè)計
　　4.2.4 最少拍無紋波控制器的設(shè)計
　4.3 純滯后控制技術(shù)
　　4.3.1 施密斯(Smith)預(yù)估控制
　　4.3.2 達(dá)林(Dahlin)算法
　4.4 串級控制技術(shù)
　　4.4.1 串級控制的結(jié)構(gòu)和原理
　　4.4.2 數(shù)字串級控制算法
　　4.4.3 副回路微分先行串級控制算法
　4.5 前饋一反饋控制技術(shù)
　　4.5.1 前饋控制的結(jié)構(gòu)和原理
　　4.5.2 前饋-反饋控制結(jié)構(gòu)
　　4.5.3 數(shù)字前饋-反饋控制算法
　4.6 解耦控制技術(shù)
　　4.6.1 解耦控制原理
　　4.6.2 數(shù)字解耦控制算法
　習(xí)題
第5章 現(xiàn)代控制技術(shù)
　5.1 采用狀態(tài)空間的輸出反饋設(shè)計法
　　5.1.1 連續(xù)狀態(tài)方程的離散化
　　5.1.2 最少拍無紋波系統(tǒng)的跟蹤條件
　　5.1.3 輸出反饋設(shè)計法的設(shè)計步驟
　5.2 采用狀態(tài)空間的極點配置設(shè)計法
　　5.2.1 按極點配置設(shè)計控制規(guī)律
　　5.2.2 按極點配置設(shè)計狀態(tài)觀測器
　　5.2.3 按極點配置設(shè)計控制器
　　5.2.4 跟蹤系統(tǒng)設(shè)計
　5.3 采用狀態(tài)空間的最優(yōu)化設(shè)計法
　　5.3.1 LQ最優(yōu)控制器設(shè)計
　　5.3.2 狀態(tài)最優(yōu)估計器設(shè)計
　　5.3.3 LQD最優(yōu)控制器設(shè)計
　5.3.4 跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計
　習(xí)題
第6章 先進控制技術(shù)
　6.1 模糊控制技術(shù)
　　6.1.1 模糊控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
　　6.1.2 模糊控制原理
　　6.1.3 模糊控制器設(shè)計
　6.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)
　　6.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
　　6.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
　6.3 專家控制技術(shù)
　　6.3.1 專家系統(tǒng)
　　6.3.2 專家控制介紹
　　6.3.3 專家控制基本思想
　　6.3.4 專家控制組織結(jié)構(gòu)
　6.4 預(yù)測控制技術(shù)
　　6.4.1 內(nèi)部模型
　　6.4.2 預(yù)測模型
　　6.4.3 預(yù)測控制算法
　6.5 其它先進控制技術(shù)
　習(xí)題
第7章 計算機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
　7.1 程序設(shè)計技術(shù)
　　7.1.1 模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計
　　7.1.2 面向過程與面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計
　　7.1.3 高級語言I/O控制臺編程
　7.2 人機接口(HML/SCADA)技術(shù)
　　7.2.1 HMI/SCADA的含義
　　7.2.2 基于工業(yè)控制組態(tài)軟件設(shè)計人機交互界面
　　7.2.3 基于VB/VC++語言設(shè)計人機交互界面
　7.3 測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)
　　7.3.1 誤差自動校準(zhǔn)
　　7.3.2 線性化處理和非線性補償
　　7.3.3 標(biāo)度變換方法
　　7.3.4 越限報警處理
　7.4 數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)
　　7.4.1 給定值和被控量處理
　　7.4.2 偏差處理
　　7.4.3 控制算法的實現(xiàn)
　　7.4.4 控制量處理
　　7.4.5 自動/手動切換技術(shù)
　7.5 系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題
　　7.5.1 量化誤差來源
　　7.5.2 A/D、D/A及運算字長的選擇
　7.6 軟件抗干擾技術(shù)
　　7.6.1 數(shù)字濾波技術(shù)
　　7.6.2 開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)
　　7.6.3 指令冗余技術(shù)
　　7.6.4 軟件陷阱技術(shù)
　習(xí)題
第8章 分布式測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
　8.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
　　8.1.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述
　　8.1.2 數(shù)據(jù)通信編碼技術(shù)
　　8.1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu)
　　8.1.4 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)
　　8.1.5 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價和選型
　8.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)
　　8.2.1 DCS概述
　　8.2.2 DCS的分散過程控制級
　　8.2.3 DCS的集中操作監(jiān)控級
　　8.2.4 DCS的綜合信息管理級
　8.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
　　8.3.1 現(xiàn)場總線概述
　　8.3.2 五種典型的現(xiàn)場總線
　　8.3.3 FF現(xiàn)場總線技術(shù)
　　8.3.4 工業(yè)以太網(wǎng)
　8.4 系統(tǒng)集成與集成自動化系統(tǒng)
　　8.4.1 系統(tǒng)集成的含義與框架
　　8.4.2 集成自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
　　8.4.3 綜合自動化技術(shù)
　8.5 分布式測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計舉例
　　8.5.1 基于PIC的Profibus分布式測控網(wǎng)絡(luò)
　　8.5.2 基于PC串行總線的測控網(wǎng)絡(luò)
　　8.5.3 測控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計舉例
　習(xí)題
第9章 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
　9.1 系統(tǒng)設(shè)計的原則與步驟
　　9.1.1 系統(tǒng)設(shè)計的原則
　　9.1.2 系統(tǒng)設(shè)計的步驟
　9.2 系統(tǒng)的工程設(shè)計與實現(xiàn)
　　9.2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計
　　9.2.2 硬件的工程設(shè)計與實現(xiàn)
　　9.2.3 軟件的工程設(shè)計與實現(xiàn)
　　9.2.4 系統(tǒng)的調(diào)試與運行
　9.3 設(shè)計舉例——啤酒發(fā)酵過程計算機控制系統(tǒng)
　　9.3.1 啤酒發(fā)酵工藝及控制要求
　　9.3.2 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計
　　9.3.3 系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計
　　9.3.4 系統(tǒng)的安裝調(diào)試運行及 控制效果
　9.4 設(shè)計舉例——機器人計算機控制系統(tǒng)
　　9.4.1 PUMA560機器人的結(jié)構(gòu)原理
　　9.4.2 機器人運動學(xué)方程
　　9.4.3 機器人動力學(xué)方程
　　9.4.4 機器人手臂的獨立關(guān)節(jié)位置伺服控制
參考文獻