圖書信息
書號： 39650Y ISBN： 978-7-111-39650-5
作者： 劉士榮 印次： 2-5
責編： 於蘇華 開本： 16開
字數： 500千字 定價： 44.0
所屬叢書： 普通高等教育“十二五”規劃教材
裝訂： 平裝 出版日期： 2018-01-04
內容簡介
本書覆蓋了工業控制計算機、輸入輸出接口與過程通道、計算機控制系統的理論基礎、計算機控制算法、計算機控制軟體技術與工控組態軟體、分散式計算機控制系統、計算機控制系統設計與實現等內容。
目錄
第1章緒論1
1.1計算機控制系統概述1
1.1.1一般概念1
1.1.2系統的組成2
1.1.3系統的典型結構4
1.2計算機控制系統實例簡介7
1.2.1計算機過程控制系統7
1.2.2計算機運動控制系統8
1.3計算機控制系統性能10
1.3.1系統性能指標10
1.3.2控制對象對控制性能的影響11
1.4計算機控制系統的發展概況與趨勢11
1.4.1發展概況11
1.4.2發展趨勢13
思考題與習題14
第2章輸入/輸出接口與過程通道
技術15
2.1輸入/輸出過程通道概述15
2.2模擬量輸入通道16
2.2.1信號調理16
2.2.2多路轉換開關24
2.2.3可程式增益放大器26
2.2.4採樣保持器27
2.2.5A/D轉換器30
2.2.6模擬量輸入通道設計舉例34
2.3模擬量輸出接口與通道36
2.3.1模擬量輸出通道36
2.3.2D/A轉換器及其接口37
2.3.3電壓/電流轉換器40
2.4數字量（開關量）輸入/輸出通道42
2.4.1數字量（開關量）輸入/輸出
通道概述42
2.4.2數字量（開關量）輸入通道42
2.4.3數字量（開關量）輸出通道44
2.5過程通道的抗干擾與可靠性設計46
2.5.1干擾源與干擾的耦合46
2.5.2過程通道抗干擾措施49
2.6測量數據的預處理53
2.6.1數字濾波53
2.6.2其他數據預處理55
思考題與習題58
第3章工業控制計算機60
3.1工業控制計算機的特點與組成結構60
3.1.1工業控制計算機的特點60
3.1.2工業控制計算機的組成結構和
分類61
3.2工業控制計算機的匯流排結構64
3.2.1匯流排結構概述及分類64
3.2.2常用匯流排65
3.3匯流排型工業控制計算機67
3.3.1IPC工業控制機67
3.3.2DCS現場控制站70
思考題與習題74
第4章計算機控制系統的理論基礎75
4.1信號的採樣與保持75
4.1.1採樣過程75
4.1.2採樣過程的數學描述及特性
分析77
4.1.3信號保持77
4.1.4採樣定理78
4.2Z變換理論79
4.2.1Z變換定義79
4.2.2Z變換性質80
4.2.3Z變換方法83
4.2.4Z反變換84
4.3計算機控制系統的數學描述86
4.3.1差分方程及其求解86
4.3.2脈衝傳遞函式88
4.4計算機控制系統的分析91
4.4.1計算機控制系統的穩定性分析91
4.4.2計算機控制系統的穩態誤差分
析94
4.4.3計算機控制系統的性能指標96
4.5連續系統的離散化97
4.5.1連續系統的離散化方法及特點97
4.5.2MATLAB在連續域—離散域變
換中的套用98
4.5.3採樣周期及保持器對離散系統
的影響102
思考題與習題103
第5章數字PID控制算法106
5.1準連續PID控制算法106
5.1.1模擬PID調節器106
5.1.2基本數字PID控制107
5.2數字PID控制的改進109
5.2.1積分項的改進109
5.2.2微分項的改進110
5.2.3其他改進算法113
5.3數字PID參數的整定113
5.3.1PID控制器參數對控制性能的
影響113
5.3.2控制周期的選取116
5.3.3PID控制參數的工程整定法117
5.3.4PID控制參數的自整定法119
5.4數字PID控制器的工程實現121
5.4.1給定值處理122
5.4.2被控量處理123
5.4.3偏差處理123
5.4.4PID計算124
5.4.5控制量處理124
5.4.6自動/手動切換125
5.4.7無擾動切換126
5.4.8PID控制塊參數表126
5.5MATLAB在數字PID控制器設計
中的套用127
5.5.1PID控制算法的M檔案編寫127
5.5.2利用Simulink設計數字PID控
制器128
思考題與習題129
第6章複雜控制算法130
6.1數字控制器設計原理130
6.2最小拍控制系統的設計131
6.2.1最小拍控制原理131
6.2.2最小拍控制器設計的穩定性
問題135
6.2.3無紋波最小拍控制系統設計137
6.2.4有限拍控制138
6.2.5慣性因子法140
6.3純滯後控制141
6.3.1施密斯預估控制141
6.3.2大林算法144
6.4常用多迴路控制146
6.4.1串級控制147
6.4.2前饋反饋控制149
6.5模型預測控制151
6.5.1模型預測控制的基本原理151
6.5.2模型算法控制152
6.5.3動態矩陣控制156
6.5.4預測控制軟體包160
6.6模糊控制163
6.6.1模糊控制概述163
6.6.2模糊控制的數學基礎164
6.6.3模糊控制系統的結構與原理173
6.6.4模糊控制器的設計步驟與方法176
6.6.5模糊控制器的改進180
6.6.6MATLAB在模糊控制器設計中
的套用182
思考題與習題185
目錄ⅦⅥ計算機控制系統第2版第7章計算機控制系統的軟體設計186
7.1計算機控制系統軟體概述186
7.1.1系統軟體的組成186
7.1.2系統軟體的功能186
7.2實時資料庫技術187
7.2.1資料庫技術概述187
7.2.2計算機控制系統中的實時數據
庫191
7.2.3實時資料庫的設計193
7.2.4實時資料庫的實例195
7.3計算機控制系統的軟體設計199
7.3.1套用軟體設計的需求199
7.3.2作業系統的選擇199
7.3.3應用程式開發平台203
7.3.4實時資料庫的選擇204
7.3.5套用軟體的構建205
7.3.6套用軟體編程的基本方法206
7.3.7實時控制程式的結構設計208
7.4工控組態軟體210
7.4.1工控組態軟體概述210
7.4.2工控組態軟體的組成與特點210
7.4.3工控組態軟體開發及調試213
7.4.4用工控組態軟體構建套用控制
軟體的基本步驟216
思考題與習題216
第8章分散式計算機控制系統217
8.1分散式計算機控制系統概述217
8.1.1系統的基本組成217
8.1.2系統的特點217
8.1.3系統的發展219
8.2分散式控制系統（DCS）的體系
結構222
8.2.1DCS的層次結構222
8.2.2DCS的硬體結構223
8.2.3DCS的軟體結構225
8.2.4DCS的網路結構228
8.2.5DCS實例228
8.3分散式控制系統基本類型230
8.3.1集散型控制系統230
8.3.2集散型控制系統存在的問題
及發展趨勢233
8.3.3基於IPC構成的分散式控制
系統234
8.3.4基於PLC構成的分散式控制
系統238
8.4現場匯流排控制系統239
8.4.1現場匯流排概述239
8.4.2基金會現場匯流排240
8.4.3過程現場匯流排242
8.4.4LonWorks匯流排243
8.4.5HART通信協定245
8.4.6CAN匯流排2478.4.7現場匯流排控制系統設計249
8.5基於工業乙太網和現場匯流排的分布
式控制系統251
8.5.1工業乙太網技術251
8.5.2基於工業乙太網和現場匯流排構
成的分散式控制系統256
思考題與習題257
第9章計算機控制系統設計與實現258
9.1系統設計的原則與步驟258
9.1.1系統設計的原則258
9.1.2系統設計的步驟259
9.2計算機控制系統的可靠性技術262
9.2.1控制系統的抗干擾設計262
9.2.2控制系統的軟體可靠性設計267
9.2.3控制系統的冗餘設計269
9.2.4自動/手動切換269
9.3基於工業PC的計算機測控系統設
計實例271
9.3.1系統方案設計271
9.3.2系統硬體設計273
9.3.3系統軟體設計274
9.4基於網路結構的計算機測控系統設
計實例1275
9.4.1系統方案設計275
9.4.2系統網路結構設計279
9.4.3系統硬體設備選型與設計280
9.4.4系統軟體設計及系統組態282
9.5基於網路結構的計算機測控系統設
計實例2285
9.5.1控制功能要求285
9.5.2FSSS控制功能287
9.5.3CCS控制功能290
9.5.4MCS功能291
9.5.5第三方設備/系統通信站的冗餘
設計293
9.5.6系統配置294
9.6帶材糾偏計算機控制系統設計實例295
9.6.1控制功能要求與方案設計295
9.6.2硬體設計方案296
9.6.3軟體設計方案297
9.6.4系統數學模型與控制算法297
思考題與習題300
參考文獻301
