計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

前言
第1章 緒論
　1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述
　　1.1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)
　　1.1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
　　1.1.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成
　　1.1.4 常用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)
　1.2 計(jì)算機(jī)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(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)
　　1.2.6 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)
　1.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢(shì)
　　1.3.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況
　　1.3.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
　習(xí)題
第2章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)
　2.1 總線(xiàn)技術(shù)
　　2.1.1 總線(xiàn)的定義、層次結(jié)構(gòu)及種類(lèi)
　　2.1.2 PC/ISA/EISA總線(xiàn)簡(jiǎn)介
　　2.1.3 PCI/Compact PCI總線(xiàn)簡(jiǎn)介
　　2.1.4 其它總線(xiàn)簡(jiǎn)介
　　2.1.5 串行外部總線(xiàn)簡(jiǎn)介
　2.2 總線(xiàn)擴(kuò)展技術(shù)
　　2.2.1 微型計(jì)算機(jī)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(xiàn)端口擴(kuò)展
　2.3 數(shù)字量輸入輸出接口與過(guò)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(kāi)關(guān))量輸入/輸出通道模板舉例
　2.4 模擬量輸入接口與過(guò)程通道
　　2.4.1 模擬量輸入通道的組成
　　2.4.2 信號(hào)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(guò)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(xiàn)的計(jì)算機(jī)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(yùn)動(dòng)控制器
　2.7 硬件抗干擾技術(shù)
　　2.7.1 過(guò)程通道抗干擾技術(shù)
　　2.7.2 主機(jī)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(lèi)
　3.2 逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理
　　3.2.1 逐點(diǎn)比較法直線(xiàn)插補(bǔ)
　　3.2.2 逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)
　3.3 多軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)
　　3.3.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理
　　3.3.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作方式
　　3.3.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制接口及輸出字表
　　3.3.4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序
　　3.3.5 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例——三軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制
　3.4 多軸伺服驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)
　　3.4.1 伺服系統(tǒng)
　　3.4.2 現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)
　　3.4.3 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例——基于PC的多軸運(yùn)動(dòng)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(jì)技術(shù)
　　4.1.1 數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)步驟
　　4.1.2 數(shù)字PID控制器的設(shè)計(jì)
　　4.1.3 數(shù)字PID控制器的改進(jìn)
　　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(jì)技術(shù)
　　4.2.1 數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)步驟
　　4.2.2 最少拍控制器的設(shè)計(jì)
　　4.2.3 最少拍有紋波控制器的設(shè)計(jì)
　　4.2.4 最少拍無(wú)紋波控制器的設(shè)計(jì)
　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(jí)控制技術(shù)
　　4.4.1 串級(jí)控制的結(jié)構(gòu)和原理
　　4.4.2 數(shù)字串級(jí)控制算法
　　4.4.3 副回路微分先行串級(jí)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(jì)法
　　5.1.1 連續(xù)狀態(tài)方程的離散化
　　5.1.2 最少拍無(wú)紋波系統(tǒng)的跟蹤條件
　　5.1.3 輸出反饋設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)步驟
　5.2 采用狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)法
　　5.2.1 按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)控制規(guī)律
　　5.2.2 按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器
　　5.2.3 按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)控制器
　　5.2.4 跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　5.3 采用狀態(tài)空間的最優(yōu)化設(shè)計(jì)法
　　5.3.1 LQ最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
　　5.3.2 狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)器設(shè)計(jì)
　　5.3.3 LQD最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
　5.3.4 跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
　習(xí)題
第6章 先進(jìn)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(jì)
　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(zhuān)家控制技術(shù)
　　6.3.1 專(zhuān)家系統(tǒng)
　　6.3.2 專(zhuān)家控制介紹
　　6.3.3 專(zhuān)家控制基本思想
　　6.3.4 專(zhuān)家控制組織結(jié)構(gòu)
　6.4 預(yù)測(cè)控制技術(shù)
　　6.4.1 內(nèi)部模型
　　6.4.2 預(yù)測(cè)模型
　　6.4.3 預(yù)測(cè)控制算法
　6.5 其它先進(jìn)控制技術(shù)
　習(xí)題
第7章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　7.1 程序設(shè)計(jì)技術(shù)
　　7.1.1 模塊化與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)
　　7.1.2 面向過(guò)程與面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)
　　7.1.3 高級(jí)語(yǔ)言I/O控制臺(tái)編程
　7.2 人機(jī)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(jì)人機(jī)交互界面
　　7.2.3 基于VB/VC++語(yǔ)言設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面
　7.3 測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)
　　7.3.1 誤差自動(dòng)校準(zhǔn)
　　7.3.2 線(xiàn)性化處理和非線(xiàn)性補(bǔ)償
　　7.3.3 標(biāo)度變換方法
　　7.3.4 越限報(bào)警處理
　7.4 數(shù)字控制器的工程實(shí)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(shí)現(xiàn)
　　7.4.4 控制量處理
　　7.4.5 自動(dòng)/手動(dòng)切換技術(shù)
　7.5 系統(tǒng)的有限字長(zhǎng)數(shù)值問(wèn)題
　　7.5.1 量化誤差來(lái)源
　　7.5.2 A/D、D/A及運(yùn)算字長(zhǎng)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(kāi)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(cè)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(píng)價(jià)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(guò)程控制級(jí)
　　8.2.3 DCS的集中操作監(jiān)控級(jí)
　　8.2.4 DCS的綜合信息管理級(jí)
　8.3 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)
　　8.3.1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)概述
　　8.3.2 五種典型的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)
　　8.3.3 FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
　　8.4.3 綜合自動(dòng)化技術(shù)
　8.5 分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例
　　8.5.1 基于PIC的Profibus分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)
　　8.5.2 基于PC串行總線(xiàn)的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)
　　8.5.3 測(cè)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例
　習(xí)題
第9章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　9.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與步驟
　　9.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則
　　9.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟
　9.2 系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　　9.2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
　　9.2.2 硬件的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　　9.2.3 軟件的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　　9.2.4 系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行
　9.3 設(shè)計(jì)舉例——啤酒發(fā)酵過(guò)程計(jì)算機(jī)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(jì)
　　9.3.3 系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)
　　9.3.4 系統(tǒng)的安裝調(diào)試運(yùn)行及 控制效果
　9.4 設(shè)計(jì)舉例——機(jī)器人計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
　　9.4.1 PUMA560機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理
　　9.4.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
　　9.4.3 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程
　　9.4.4 機(jī)器人手臂的獨(dú)立關(guān)節(jié)位置伺服控制
參考文獻(xiàn)