計算機控制系統(tǒng)（第3版）

目錄
出版說明
第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章緒論
11計算機控制系統(tǒng)的概念
111常規(guī)控制系統(tǒng)
112計算機控制系統(tǒng)
12計算機控制系統(tǒng)的組成
121計算機控制系統(tǒng)的硬件
122計算機控制系統(tǒng)的軟件
13計算機控制系統(tǒng)的分類
131數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）
132直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)
133監(jiān)督控制（SCC）系統(tǒng)
134集散控制系統(tǒng)（DCS）
135監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)
136現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）
137工業(yè)過程計算機集成制造系統(tǒng)（流程CIMS）
138網(wǎng)絡控制系統(tǒng)（NCS）
139復雜流程工業(yè)控制系統(tǒng)
1310嵌入式控制系統(tǒng)（ECS）
14計算機控制系統(tǒng)采用的技術和發(fā)展趨勢
141采用可編程序控制器（PLC）
142采用新型的控制系統(tǒng)
143實現(xiàn)最優(yōu)控制
144自適應控制
145人工智能
146模糊控制
147預測控制
148第四次工業(yè)革命——工業(yè)4ム
習題
第2章計算機控制系統(tǒng)設計基礎
21微處理器與微控制器
211Von仠漀爀攀愀洀愀渀堀儲空間配置結構
212Harward存儲空間配置結構
213Preston存儲空間配置結構
22譯碼電路的設計
221簡單譯碼集成電路
222可編程邏輯器件
223通用陣列邏輯器件
224邊界掃描技術
225GAL器件譯碼應用實例
23I/O接口電路的擴展技術
231用鎖存器擴展簡單的輸出口
232用三態(tài)緩沖器擴展簡單的輸入口
233用移位寄存器擴展I/O接口
24內(nèi)部總線
241PCI總線
242PC104總線
25外部總線
251IEEE488總線
252USB接口
253串行通信基礎
254RS232C串行通信接口
255RS485串行通信接口
26MODBUS通信協(xié)議
261MODBUS通信協(xié)議概述
262兩種傳輸方式
263MODBUS消息幀
264錯誤檢測方法
265MODBUS的編程方法
習題
第3章HMI與打印機接口技術
31獨立式鍵盤接口設計
311鍵盤的特點及確認
312獨立式按鍵擴展實例
32矩陣式鍵盤接口設計
321矩陣式鍵盤的工作原理
322按鍵的識別方法
323鍵盤的編碼
33旋轉(zhuǎn)編碼器接口設計
331旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理
332旋轉(zhuǎn)編碼器的接口電路設計
333旋轉(zhuǎn)編碼器的時序分析
334旋轉(zhuǎn)編碼器的軟件設計
34顯示技術的發(fā)展及其特點
341顯示技術的發(fā)展
342顯示器件的主要參數(shù)
35LED顯示器接口設計
351LED顯示器的結構
352LED顯示器的掃描方式
36段型LCD顯示器接口設計
361LCD的發(fā)展過程
362LCD的特點
363LCD的基本結構及工作原理
364LCD的驅(qū)動方式
37觸摸屏技術及其在工程中的應用
371觸摸屏的發(fā)展歷程
372觸摸屏的工作原理
373工業(yè)常用觸摸屏產(chǎn)品介紹
374觸摸屏在工程中的應用
38打印機接口電路設計
381標準Centronics接口
382應用實例
習題
第4章過程輸入輸出通道
41傳感器
411傳感器的定義和分類及構成
412傳感器的基本性能
413傳感器的應用領域
414基準電壓源和恒流源
415溫度傳感器
416濕度傳感器
417流量傳感器
418熱釋電紅外傳感器
419光電傳感器
4110氣敏傳感器
4111霍爾傳感器
4112應變式電阻傳感器
4113壓力傳感器
4114CCD圖像傳感器
4115位移傳感器
4116加速度傳感器
4117PM25傳感器
42變送器
421變送器的構成原理
422差壓變送器
423溫度變送器
43執(zhí)行器
431執(zhí)行機構
432調(diào)節(jié)機構
433執(zhí)行器的選用
434閥門定位器
44模擬信號放大技術
441運算放大器及其應用
442測量放大器
443程控增益放大器
45采樣和模擬開關
451信號和采樣定理
452采樣/保持器
453模擬開關
45432通道模擬量輸入電路設計實例
46模擬量輸入通道
461模擬量輸入通道的組成
462AD轉(zhuǎn)換器的工作原理
463AD轉(zhuǎn)換器的技術指標
478位AD轉(zhuǎn)換器及其接口技術
471ADC0808/0809介紹
4728位AD轉(zhuǎn)換器與CPU的接口
4738位AD轉(zhuǎn)換器的程序設計
4812位低功耗AD轉(zhuǎn)換器AD7091R
481AD7091R引腳介紹
482AD7091R的應用特性
483AD7091R的數(shù)字接口
484AD7091R與STM32F103的接口
4922位Σ鎧謃AD轉(zhuǎn)換器ADS1213
491引腳介紹
492片內(nèi)寄存器
493ADS1213的應用特性
494ADS1213的數(shù)字接口
495ADS1213與STM32F103的接口
410模擬量輸出通道
4101模擬量輸出通道的組成
4102DA轉(zhuǎn)換器的技術指標
4118位DA轉(zhuǎn)換器及其接口技術
4111DAC0832介紹
41128位DA轉(zhuǎn)換器與CPU的接口
41212/16位4~20mA串行輸入DA轉(zhuǎn)換器AD5410/AD5420
4121引腳介紹
4122片內(nèi)寄存器
4123AD5410/AD5420應用特性
4124AD5410/AD5420的數(shù)字接口
4125AD5410/AD5420與STM32F103的接口
413數(shù)字量輸入輸出通道
4131光耦合器
4132數(shù)字量輸入通道
4133數(shù)字量輸出通道
4134脈沖量輸入輸出通道
414電流/電壓轉(zhuǎn)換電路
4141電壓/電流轉(zhuǎn)換
4142電流/電壓轉(zhuǎn)換
習題
第5章數(shù)字控制技術
51數(shù)字控制基礎
511數(shù)字控制的基本原理
512數(shù)字控制方式
513開環(huán)數(shù)字控制
52逐點比較法插補原理
521逐點比較法直線插補
522逐點比較法圓弧插補
53步進電動機控制
531步進電動機的工作原理
532步進電動機控制系統(tǒng)原理圖
533步進電動機的驅(qū)動電路
534步進電動機的工作方式
535步進電動機控制程序設計
習題
第6章計算機控制系統(tǒng)的控制規(guī)律
61被控對象的傳遞函數(shù)與性能指標
611計算機控制系統(tǒng)被控對象的傳遞函數(shù)
612計算機控制系統(tǒng)的性能指標
613對象特性對控制性能的影響
62PID控制
621PID概述
622PID調(diào)節(jié)的作用
63數(shù)字PID算法
631PID算法
632PID算式的改進
64PID參數(shù)整定
641PID參數(shù)對控制性能的影響
642采樣周期T的選取
643擴充臨界比例度法
65串級控制
651串級控制算法
652副回路微分先行串級控制算法
66前饋反饋控制
661前饋控制的結構
662前饋反饋控制的結構
663數(shù)字前饋反饋控制算法
67數(shù)字控制器的直接設計方法
671基本概念
672最少拍無差系統(tǒng)的設計
673最少拍無紋波系統(tǒng)
68大林算法
681大林算法的基本形式
682振鈴現(xiàn)象
683大林算法的設計步驟
69史密斯預估控制
691史密斯預估控制原理
692史密斯預估控制舉例
610模糊控制
6101模糊控制的數(shù)學基礎
6102模糊控制系統(tǒng)組成
6103模糊控制器設計
6104雙輸入單輸出模糊控制器設計
611模型預測控制
6111動態(tài)矩陣控制（DMC）
6112模型算法控制（MAC）
習題
第7章計算機控制系統(tǒng)的軟件設計
71計算機控制系統(tǒng)軟件概述
711計算機控制系統(tǒng)應用軟件的分層結構
712計算機控制系統(tǒng)軟件的設計策略
713計算機控制系統(tǒng)軟件的功能和性能指標
72實時多任務系統(tǒng)
721實時系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)
722實時多任務系統(tǒng)的切換與調(diào)度
73現(xiàn)場控制層的軟件系統(tǒng)平臺
731軟件系統(tǒng)平臺的選擇
732μC/OS懠蔡核調(diào)度基本原理
74新型DCS組態(tài)軟件的設計
741新型DCS的總體結構
742新型DCS組態(tài)軟件的總體結構設計
743新型DCS組態(tài)軟件開發(fā)環(huán)境
744新型DCS組態(tài)軟件的關鍵技術
75組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計
751組態(tài)軟件中的數(shù)據(jù)管理
752數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構
753組態(tài)數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)
76組態(tài)軟件驅(qū)動程序設計
761驅(qū)動程序采用的技術
762驅(qū)動程序的分析與設計
77組態(tài)軟件可視化環(huán)境設計
771組態(tài)框架和運行框架
772組態(tài)信息的文件管理
773組態(tài)框架設計和實現(xiàn)
774運行框架設計和實現(xiàn)
78OPC技術
781OPC技術概述
782OPC關鍵技術
783OPC DA規(guī)范
784工業(yè)控制領域中的OPC應用實例
79Web技術
791Web技術概述
792Web服務端技術
793Web客戶端技術
794SCADA系統(tǒng)中的Web應用方案設計
710雙機熱備技術
7101雙機熱備技術概述
7102雙機熱備系統(tǒng)的工作模式
7103雙機熱備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式
7104DCS中的雙機熱備方案設計
711常用數(shù)字濾波算法與程序設計
7111程序判斷濾波
7112中值濾波
7113算術平均濾波
7114加權平均濾波
7115低通濾波
7116滑動平均濾波
7117各種濾波方法的比較
712數(shù)字濾波器的算法與程序設計
7121數(shù)字濾波器的分類與特點
7122IIR數(shù)字濾波器的設計原理
7123基于C語言的IIR數(shù)字濾波器程序設計
7124IIR數(shù)字濾波器的濾波效果分析
713標度變換程序
7131線性標度變換程序
7132非線性標度變換程序
習題
第8章現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡技術
81現(xiàn)場總線技術概述
811現(xiàn)場總線的產(chǎn)生
812現(xiàn)場總線的本質(zhì)
813現(xiàn)場總線的特點和優(yōu)點
814現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀
815現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的實現(xiàn)
816現(xiàn)場總線技術的發(fā)展趨勢
82工業(yè)以太網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展
821以太網(wǎng)引入工業(yè)控制領域的技術優(yōu)勢
822工業(yè)以太網(wǎng)與實時以太網(wǎng)
823IEC617862標準
824工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展現(xiàn)狀
825工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢與前景
83現(xiàn)場總線與企業(yè)網(wǎng)絡
831企業(yè)網(wǎng)絡
832企業(yè)網(wǎng)絡技術
833企業(yè)網(wǎng)絡的體系結構
834信息網(wǎng)絡與控制網(wǎng)絡
84流行現(xiàn)場總線簡介
841基金會現(xiàn)場總線（FF）
842PROFIBUS
843CAN
844DeviceNet
845LonWorks
846ControlNet
847CCLink
848CompoNet
85工業(yè)以太網(wǎng)簡介
851工業(yè)以太網(wǎng)的主要標準
852IDA
853Ethernet/IP
854EtherCAT
855Ethernet Powerlink
856PROFINET
857HSE
858EPA
86netX網(wǎng)絡控制器
861netX系列網(wǎng)絡控制器
862netX系列網(wǎng)絡控制器的軟件結構
863netX可用的協(xié)議堆棧
864基于netX網(wǎng)絡控制器的產(chǎn)品分類
習題
第9章計算機控制系統(tǒng)的電磁兼容與抗干擾設計
91電磁兼容性概述
911電磁兼容技術的發(fā)展
912電磁干擾
92電磁兼容性設計
921電磁兼容的含義
922電磁兼容控制技術
93干擾的耦合方式
931直接耦合方式
932公共阻抗耦合方式
933電容耦合方式
934電磁感應耦合方式
935輻射耦合方式
936漏電耦合方式
94計算機控制系統(tǒng)可靠性設計
941可靠性設計任務
942可靠性設計技術
95抗干擾的硬件措施
951抗串模干擾的措施
952抗共模干擾的措施
953采用雙絞線
954反射波干擾及抑制
955正確連接模擬地和數(shù)字地
956電源的抗干擾措施
957壓敏電阻及其應用
958瞬變電壓抑制器及其應用
96抗干擾的軟件措施
961數(shù)字信號輸入輸出中的軟件抗干擾措施
962CPU的抗干擾技術
97計算機控制系統(tǒng)的容錯設計
971硬件故障的自診斷技術
972軟件的容錯設計
習題
第10章計算機控制系統(tǒng)設計
101基于現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)的新型DCS的設計
1011新型DCS概述
1012現(xiàn)場控制站的組成
1013新型DCS通信網(wǎng)絡
1014新型DCS控制卡的硬件設計
1015新型DCS控制卡的軟件設計
1016控制算法的設計
10178通道模擬量輸入板卡（8AI）的設計
10188通道熱電偶輸入板卡（8TC）的設計
10198通道熱電阻輸入板卡（8RTD）的設計
101104通道模擬量輸出板卡（4AO）的設計
1011116通道數(shù)字量輸入板卡（16DI）的設計
1011216通道數(shù)字量輸出板卡（16DO）的設計
101138通道脈沖量輸入板卡（8PI）的設計
102工業(yè)鍋爐計算機控制系統(tǒng)的設計
1021工業(yè)鍋爐的工作過程
1022工業(yè)鍋爐計算機控制的意義
1023工業(yè)鍋爐計算機控制系統(tǒng)的基本功能
1024直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)的設計
1025系統(tǒng)總體設計
參考文獻