计算机控制技术
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作者范立南,李雪飞 编著
出版社机械工业出版社
ISBN9787111519584
出版时间2016-01
装帧平装
开本16开
定价39.8元
货号1201230014
上书时间2024-09-05
商品详情
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作者简介
范立南，教授，博士。主要从事图像工程、模式识别、智能控制等方面的科研与教学工作。中国仪器仪表学会节能分会常务理事、《仪器仪表用户》杂志编委、全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试辽宁省阅卷组组长、辽宁省自动化类专业教学指导委员会委员、辽宁省自动化学会理事。在靠前外重要会议和期刊发表学术论文100余篇，主持参与国家、辽宁省、沈阳市各类科研课题研究20佘项，获省市科研学术成果奖15项。出版专著1部，主编教材30佘部。2006年获辽宁省教学名师奖，2007年获全国很好教师称号。
目录
序
前言
章绪论
1.1自动控制系统的一般形式
1.2计算机控制系统的一般概念与组成
1.2.1计算机控制系统的一般概念
1.2.2计算机控制系统的组成
1.3常见的工业控制计算机及特点
1.3.1单片微型计算机
1.3.2可编程序控制器
1.3.3工控机
1.4计算机控制系统的分类
1.4.1操作指导控制系统
1.4.2直接数字控制系统
1.4.3监督计算机控制系统
1.4.4集散控制系统
1.4.5计算机集成制造系统
1.4.6现场总线控制系统
1.4.7嵌入式控制系统
1.5计算机控制系统的发展及应用领域
1.5.1计算机控制系统的发展概况
1.5.2计算机控制理论和新型控制策略
1.5.3计算机控制系统的发展趋势
1.5.4计算机控制技术的应用领域
习题1
第2章计算机控制系统中的过程通道
2.1传感器与执行器
2.1.1传感器与变送器
2.1.2执行器及其分类
2.1.3伺服电动机和步进电动机
2.2信号的采样与恢复
2.2.1信号的采样过程
2.2.2采样定理
2.2.3信息的恢复过程和零阶保持器
2.3模拟量输入通道
2.3.1模拟量输入通道的一般组成
2.3.2A/D转换器接口逻辑设计要点
2.3.3典型A/D转换器与微机的接口设计
2.4模拟量输出通道
2.4.1模拟量输出通道的结构形式
2.4.2D/A转换器的结构特性与应用特性
2.4.3D/A转换器与微机的接口设计
2.5数字量输入/输出通道
2.5.1数字量输入通道
2.5.2数字量输出通道
2.5.3数字量输入/输出通道设计
2.6数据采集卡
2.6.1数据采集卡简介
2.6.2模拟量输入通道数据采集卡应用举例
2.6.3模拟量输出通道数据采集卡应用举例
2.6.4数字量输入/输出通道数据采集卡应用举例
习题2
第3章数据处理与人机交互技术
3.1数字滤波
3.1.1程序判断滤波
3.1.2算术平均值滤波
3.1.3加权平均值滤波
3.1.4中值滤波
3.1.5去极值平均滤波
3.1.6滑动平均滤波
3.1.7低通数字滤波
3.1.8复合滤波程序
3.2线性化处理
3.2.1线性插值法
3.2.2分段插值算法程序的设计方法
3.3标度变换
3.2.1线性参数标度变换
3.2.2非线性参数标度变换
3.4越限报警
3.4.1软件报警程序设计
3.4.2直接报警程序设计
3.5键盘接口技术
3.5.1键盘的组成、特点及消除抖动的措施
3.5.2独立式按键接口技术
3.5.3矩阵式键盘接口技术
3.5.4双功能键的设计及重键处理技术
3.6显示接口技术
3.6.1LED显示器接口技术
3.6.2LCD显示器接口技术
3.7HD7279实现的键盘/显示器接口技术
3.7.1HD7279A简介
3.7.2HD7279A引脚说明
3.7.3控制命令介绍
3.7.4串行接口及时序
3.7.580C51单片机与HD7279A的接口设计
习题3
第4章计算机控制系统特性分析
4.1离散系统
4.1.1采样控制系统
4.1.2数字控制系统
4.1.3计算机控制系统与采样控制系统的关系
4.1.4离散控制系统的特点
4.1.5离散系统的分类
4.2计算机控制系统的稳定性分析
4.2.1Z变换与拉普拉斯变换的对比
4.2.2S平面与Z平面的映射关系
4.2.3离散系统的稳定域
4.2.4劳斯稳定判据在离散系统的应用
4.3计算机控制系统的动态响应分析
4.3.1Z平面上极点分布与单位脉冲响应的关系
4.3.2用脉冲传递函数分析离散系统的动态特性
4.4计算机控制系统的稳态误差分析
4.4.1Z变换终值定理法求稳态误差
4.4.2典型输入信号作用下的稳态误差分析
习题4
第5章数字PID及其算法
5.1PID算法的离散化
5.2位置式PID算法
5.3增量式PID算法
5.4数字PID算法的改进
5.4.1积分分离PID算法
5.4.2不完全微分PID算法
5.4.3变速积分PID算法
5.4.4带死区的PID算法
5.4.5PID比率控制
5.5PID算法程序的实现
5.5.1位置式PID算法的程序设计
5.5.2增量式PID算法的程序设计
5.5.3积分分离PID算法的程序设计
5.6数字PID算法的参数整定
5.6.1采样周期T的确定
5.6.2扩充临界比例度法
5.6.3扩充响应曲线法
5.6.4归一参数整定法
5.6.5优选法
习题5
第6章直接数字控制
6.1最少拍计算机控制系统的设计
6.1.1最少拍控制系统数字控制器分析
6.1.2最少拍控制系统数字控制器的设计
6.2最少拍无纹波计算机控制系统的设计
6.2.1单位阶跃输入最少拍无纹波系统的设计
6.2.2单位速度输入最少拍无纹波系统的设计
6.2.3最少拍无纹波系统设计举例
6.3大林算法
6.3.1大林算法的D(z)基本形式
6.3.2振铃现象及其消除方法
6.3.3大林算法的设计步骤
6.4数字控制器D(z)的实现方法
6.4.1直接程序设计法
6.4.2串行程序设计法
6.4.3并行程序设计法
6.4.4数字控制器的设计
习题6
第7章模糊控制技术
7.1模糊集合及模糊集合运算
7.1.1模糊集合的概念
7.1.2模糊集合的表示方法
7.1.3模糊集合的基本运算
7.2模糊关系及模糊关系运算
7.2.1模糊关系的定义
7.2.2模糊矩阵
7.2.3模糊矩阵的运算
7.2.4模糊关系的合成
7.3模糊逻辑与近似推理
7.3.1语言变量
7.3.2模糊蕴含关系
7.3.3句子连接关系的逻辑运算
7.3.4近似推理
7.4模糊控制系统的结构及其工作原理
7.4.1模糊控制系统的基本组成
7.4.2模糊控制系统的工作原理
7.4.3模糊控制的特点
7.5模糊控制器设计
7.5.1模糊控制器的基本结构
7.5.2模糊控制器的设计要求
7.5.3模糊控制器的结构设计
7.5.4精确输入量的模糊化
7.5.5模糊控制规则库及推理机制的设计
7.5.6模糊推理
7.5.7清晰化计算
7.5.8模糊论域为离散的离线计算与在线控制
7.5.9模糊控制器的算法程序实现
7.6模糊控制的应用
7.6.1模糊控制的应用领域
7.6.2模糊控制的应用实例
习题7
第8章计算机网络控制技术
8.1计算机工业网络基础
8.1.1网络功能及分类
8.1.2网络拓扑结构
8.1.3传输介质
8.1.4介质访问控制方式
8.1.5信息交换技术
8.1.6网络协议及其层次结构
8.1.7网络互连设备
8.1.8工业网络的性能评价和选型
8.2集散控制系统
8.2.1集散控制系统的产生与发展
8.2.2集散控制系统的体系结构
8.2.3集散控制系统的特点
8.3现场总线控制系统
8.3.1现场总线控制系统概述
8.3.2几种有影响的现场总线
8.3.3FCS的体系结构
习题8
第9章计算机控制系统的可靠性与抗干扰技术
9.1工业现场的干扰及其对系统的影响
9.1.1干扰的来源
9.1.2干扰窜入计算机控制系统的主要途径
9.1.3干扰的耦合方式
9.2计算机控制系统的硬件抗干扰技术
9.2.1过程通道干扰的抑制
9.2.2反射波干扰的抑制
9.2.3空间干扰的抑制
9.2.4RAM数据掉电保护
9.3计算机控制系统的接地和电源保护技术
9.3.1计算机控制系统的接地技术
9.3.2计算机控制系统的电源保护技术
9.4印制电路板抗干扰技术
9.4.1印制电路板的尺寸和元器件的布置
9.4.2印制电路板布线
9.4.3去耦电容的配置
9.5计算机控制系统的软件抗干扰技术
9.5.1指令冗余技术
9.5.2软件陷阱技术
9.5.3故障自动恢复处理程序
9.5.4Watchdog技术
习题9
0章计算机控制系统的设计与实现
10.1系统设计的基本要求和特点
10.1.1系统设计的基本要求
10.1.2系统设计的特点
10.2计算机控制系统的设计方法及步骤
10.2.1控制系统总体方案的确定
10.2.2计算机及接口的选择
10.2.3控制算法的选择
10.2.4控制系统的硬件设计
10.2.5控制系统的软件设计
10.2.6计算机控制系统的调试
10.3仪器用温箱温度控制系统
10.3.1温度控制系统的组成
10.3.2温度控制系统的硬件设计
10.3.3数字控制器的数学模型
10.3.4温度控制系统的软件设计
10.4产品自动装箱控制系统
10.4.1产品自动装箱控制系统的原理及操作流程
10.4.2产品自动装箱控制系统的硬件设计
10.4.3产品自动装箱控制系统的软件设计
10.5自动剪切机控制系统
10.5.1自动剪切机的组成及工作过程
10.5.2自动剪切机控制系统的硬件设计
10.5.3自动剪切机控制系统的软件设计
习题10
参考文献
内容摘要
本书系统地阐述了计算机控制系统的分析方法、设计方法以及在工程上的实际应用。主要包括：计算机控制系统的组成与分类，计算机控制系统中的过程通道，常用的数据处理与人机交互程序设计，计算机控制系统特性分析，数字PID及其算法，直接数字控制，模糊控制，计算机网络控制技术，计算机控制系统的可靠性与抗干扰技术，计算机控制系统的设计与实现。本书注重理论与应用、软件与硬件、设计与实现的有机结合，重视解决工程实际问题。为了便于教学和自学，本书每章都配有不同类型的习题。
精彩内容
前言随着微电子技术和网络技术的发展，计算机的应用迅速渗透到各个领域。计算机和控制技术的有机结合推动了计算机控制理论和控制技术的飞速发展，计算机控制系统在工业、农业、交通运输、生产管理和经济管理、军事、航天技术、能源开发与利用等各个领域都获得了广泛的应用，计算机控制技术越来越显示出其无限的生命力。
《计算机控制技术》版编写出版后，取得了很好的效果，同时读者也提出了一些宝贵的意见和建议。针对这些情况，在本次修订再版时，对章节体系进行了相应的调整，增加了模糊控制技术和网络控制技术等内容。同时本书的再版使整体编排及每章的结构安排更加符合教学的需求。
本书系统地阐述了计算机控制系统的分析方法、设计方法以及在工程上的实际应用。全书共分为10章。章介绍了计算机控制系统的基本概念、组成、分类和发展趋势；第2章介绍了计算机控制系统中的过程输入/输出通道，重点讨论了典型的A/D、D/A器件与计算机的接口技术；第3章介绍了常见的数据处理技术与人机交互接口技术，包括数字滤波、线性化处理、标度变换、越限报警、键盘和显示接口技术等；第4章介绍了计算机控制系统特性分析及系统稳定性判定方法；第5章介绍了数字PID以及相应的算法；第6章介绍了最少拍无纹波系统、大林算法等直接数字控制方法；第7章介绍了智能控制中的模糊控制技术，包括模糊集合与模糊关系、模糊逻辑与近似推理、模糊控制器的设计等；第8章介绍了日新月异的计算机网络控制技术；第9章论述了与计算机控制系统可靠性相关的问题；0章介绍了计算机控制系统设计与实现的原则、步骤，并通过实例展示了包括控制系统硬件、人机界面、控制软件方面的设计方法。本书力争给读者一个完成计算机控制系统设计的综合与全面的知识，注重理论与应用、软件与硬件、设计与实现的有机结合，重视解决工程实际问题。为了便于教学和自学，本书每章都配有不同类型的习题。
通过对本书的学习，能够使读者掌握计算机控制的基本原理和基本控制技术，具有研究和开发新的计算机控制系统、解决实际工程问题的初步能力。
本书的、2、3、5、8、9、10章由李雪飞编写，第4、6、7章由范立南编写，全书由范立南统稿。东北大学博士生导师顾树生教授对本书的编写提出了宝贵的建议，在此表示衷心的感谢。书中还参考了所列参考文献中的部分内容，在此，亦向作者表示谢意。
本书配有免费电子课件、配套的实验指导及习题解答，欢迎选用本书作教材的老师登录wwwcmpeducom注册后下载或发邮件到yaxin_w74@126com索取。
本书可作为普通高等院校电气工程类、自动化类、电子信息类、仪器仪表类及其他相关专业的本科生和研究生教材，也可作为科研和工程技术人员的参考书。
限于水平，书中难免存在缺点和错误，敬请读者批评指正。
作者
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