本書(shū)是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。本書(shū)介紹計算機控制系統的組成、基本控制算法及軟、硬件系統在工業(yè)控制中的應用技術(shù)。全書(shū)共9章,主要內容以典型微型計算機(工控機和單片機)控制系統為例,介紹一般性控制系統的基本概念、原理和各組成部分,分別講述輸入/輸出通道接口技術(shù)、順序控制與數字程序控制、數字控制器的設計、模糊控制技術(shù)、多微處理器控制系統、控制技術(shù)中的計算機系統、計算機控制系統的設計等內容。本書(shū)可作為高等院校計算機應用、自動(dòng)化、電子工程、機電工程等專(zhuān)業(yè)計算機控制技術(shù)課程的教材,也可作為從事計算機控制系統設計工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
朱玉璽,佛山科技學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系教授,出版***十一五規劃教材《計算機控制技術(shù)》,曾在美國坡士頓計算機培訓中心進(jìn)修學(xué)習
第1章 緒論 1
1.1 控制系統組成 1
1.2 計算機控制系統的分類(lèi) 4
1.3 工業(yè)控制計算機的特點(diǎn) 8
1.4 計算機控制系統的發(fā)展狀況 9
習題1 11
第2章 輸入通道接口技術(shù) 12
2.1 信號測量與傳感器技術(shù) 12
2.1.1 溫度測量傳感器 12
2.1.2 壓力測量傳感器 14
2.1.3 流量測量傳感器 15
2.2 模擬信號輸入通道接口 15
2.2.1 模擬多路開(kāi)關(guān) 16
2.2.2 A/D轉換器 20
2.2.3 數據采集與處理方法 26
2.3 鍵盤(pán)接口技術(shù) 30
2.3.1 獨立式按鍵 30
2.3.2 行列式鍵盤(pán) 31
2.3.3 軟鍵盤(pán)與觸摸屏接口 35
2.4 開(kāi)關(guān)量信號輸入接口 37
2.4.1 多路開(kāi)關(guān)量信號輸入接口技術(shù) 37
2.4.2 光電隔離與大功率輸入接口技術(shù) 38
習題2 40
第3章 輸出通道接口技術(shù) 41
3.1 模擬信號輸出通道接口 41
3.1.1 D/A轉換器 41
3.1.2 PWM技術(shù) 44
3.2 LED顯示器及其接口技術(shù) 45
3.2.1 動(dòng)態(tài)LED顯示器接口技術(shù) 46
3.2.2 靜態(tài)LED顯示器接口技術(shù) 48
3.3 LCD顯示器接口技術(shù) 50
3.3.1 單色LCD顯示原理 50
3.3.2 彩色LCD顯示原理 51
3.3.3 單色LCD器件的驅動(dòng)方式 51
3.3.4 點(diǎn)陣式單色LCD顯示器的接口 53
3.4 開(kāi)關(guān)量輸出接口技術(shù) 55
3.4.1 輸出接口光電隔離技術(shù) 56
3.4.2 繼電器輸出接口 56
3.4.3 大功率輸出接口 58
3.5 電動(dòng)機控制接口技術(shù) 59
3.5.1 小功率直流電動(dòng)機調速原理及控制接口 59
3.5.2 步進(jìn)電機工作原理及控制接口 62
習題3 69
第4章 順序控制與數字程序控制 71
4.1 順序控制 71
4.2 數字程序控制 75
4.2.1 逐點(diǎn)比較插補法 75
4.2.2 數字積分器插補法 84
習題4 92
第5章 數字控制器的設計 93
5.1 計算機控制系統的理論基礎 93
5.1.1 控制系統中信號的基本形式與控制系統的基本結構 93
5.1.2 連續系統的數學(xué)描述 96
5.1.3 離散系統的數學(xué)描述 99
5.1.4 Z變換 102
5.1.5 離散系統的傳遞函數 108
5.1.6 采樣周期的選擇 118
5.2 數字控制器的PID設計方法 122
5.2.1 PID設計方法 122
5.2.2 PID算法的離散形式 128
5.2.3 PID算法數字控制器的改進(jìn) 129
5.2.4 PID算法數字控制器的參數整定 135
5.3 數字控制器的直接設計方法 139
5.3.1 最少拍無(wú)差系統 140
5.3.2 最少拍無(wú)紋波系統 150
5.3.3 純滯后系統 153
5.4 串級控制 159
5.5 前饋控制 162
5.6 解耦控制 164
5.7 控制算法的實(shí)現 166
5.7.1 直接實(shí)現法 166
5.7.2 級聯(lián)實(shí)現法 168
5.7.3 并行實(shí)現法 171
習題5 173
第6章 模糊控制技術(shù) 175
6.1 模糊控制發(fā)展概況 175
6.2 常見(jiàn)的控制器類(lèi)型及模糊規則 177
6.3 簡(jiǎn)單模糊邏輯控制系統 180
6.4 基本模糊控制器設計 181
6.5 模糊數學(xué)模型 187
6.6 模糊控制的發(fā)展 191
習題6 191
第7章 多微處理器控制系統 192
7.1 多微處理器控制系統的結構形式 192
7.2 多微處理器控制系統的數據通信 194
7.3 多微處理器控制系統總線(xiàn) 196
7.3.1 并行總線(xiàn) 197
7.3.2 串行通信標準總線(xiàn) 205
7.3.3 現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù) 219
習題7 224
第8章 控制技術(shù)中的計算機系統 225
8.1 工業(yè)控制計算機(IPC) 225
8.2 可編程控制器(PLC) 228
8.3 嵌入式系統 231
8.3.1 嵌入式系統簡(jiǎn)介 231
8.3.2 嵌入式系統開(kāi)發(fā)步驟 233
8.3.3 嵌入式系統的硬件設計 234
8.3.4 嵌入式系統的軟件設計 236
8.3.5 嵌入式操作系統的簡(jiǎn)介與選用 239
習題8 245
第9章 計算機控制系統的設計 246
9.1 計算機控制系統的設計步驟與方法 246
9.1.1 總體方案的確定 247
9.1.2 計算機控制系統輸入部分的設計 251
9.1.3 確定控制算法 253
9.1.4 計算機控制系統輸出部分的設計 254
9.1.5 計算機控制系統的調試 255
9.2 計算機控制系統的可靠性設計 255
9.3 計算機控制系統的抗干擾技術(shù) 265
9.3.1 硬件抗干擾技術(shù) 265
9.3.2 軟件抗干擾技術(shù) 276
9.4 計算機控制系統設計舉例 277
習題9 286
附錄A 常用函數的拉氏變換與Z變換對照表 287
附錄B 部分習題參考答案 288
參考文獻 292