前言
第1章绪论1
11计算机控制系统概述1
111自动控制系统1
112计算机控制系统2
113计算机控制系统的组成3
114计算机控制系统的主机5
12计算机控制系统的典型型式7
121操作指导控制系统7
122直接数字控制系统7
123监督计算机控制系统8
124集散控制系统8
125现场总线控制系统8
126综合自动化系统9
13计算机控制系统的发展概况和趋势10
131计算机控制系统的发展概况10
132计算机控制系统的发展趋势13
习题15
第2章计算机控制系统的硬件设计
技术1621工控机的总线技术16
211总线概述16
212系统总线简介17
213外部总线简介21
22总线接口扩展技术22
221系统总线接口扩展技术22
222外部总线接口扩展技术27
23输入/输出接口与过程通道设计原理29
231数字量输入/输出接口与过程
通道30
232模拟量输入接口与过程通道33
233模拟量输出接口与过程通道44
234脉冲量输入/输出接口与过程通道49
24基于系统总线的计算机控制系统硬件设计52
241数字量输入/输出接口与过程通道模板设计52
242模拟量输入接口与过程通道模板设计53
243模拟量输出接口与过程通道模板设计56
244脉冲量输入/输出接口与过程通道模板设计57
25基于外部总线的计算机控制系统硬件设计58
251基于外部总线的硬件设计方案58
252远程I/O模块58
253其他测控装置62
26硬件抗干扰技术66
261过程通道抗干扰技术67
262主机抗干扰技术72
263系统供电与接地技术75
习题78
第3章数字控制技术80
31数字控制基础80
311数控技术发展概况80
312数字控制原理81
313数字控制方式82
314数字控制系统82
315数控系统的分类83
32运动轨迹插补原理84
321逐点比较法直线插补85
322逐点比较法圆弧插补88
323数字积分法插补91
33进给速度与加减速控制97
331进给速度控制97
332加减速控制98
34电动机驱动控制与位置伺服系统100
341步进电动机驱动控制100
342直流伺服电动机驱动控制106
343交流伺服电动机驱动控制106
344位置伺服系统107
35多轴运动控制技术110
351多轴运动控制系统结构110
352多轴运动控制系统硬件设计110
353多轴运动控制系统软件设计112
354数控系统设计举例——基于
IPC的多轴运动控制113
习题116
第4章常规及复杂控制技术117
41控制系统的性能指标117
411稳态性能指标117
412动态性能指标118
413抗干扰性能118
414对控制作用的限制118
42数字控制器的连续化设计技术119
421数字控制器的连续化设计步骤119
422理想数字PID控制器的设计122
423实际数字PID控制器的设计124
424数字PID控制器的改进128
425数字PID控制器的参数整定130
43数字控制器的离散化设计技术135
431数字控制器的离散化设计步骤135
432最少拍控制器的设计136
433最少拍有纹波控制器的设计140
434最少拍无纹波控制器的设计145
44纯滞后系统控制技术148
441史密斯预估控制——连续化设计
技术148
442达林算法——离散化设计技术150
45串级控制技术154
451串级控制的结构和原理155
452数字串级控制算法155
453副回路微分先行串级控制算法156
46前馈反馈控制技术157
461前馈控制的结构和原理158
462前馈反馈控制结构158
463数字前馈反馈控制算法160
47解耦控制技术161
471解耦控制原理162
472数字解耦控制算法164
习题165
第5章现代控制技术167
51采用状态空间的输出反馈设计法167
511连续状态方程的离散化168
512最少拍无纹波系统的跟踪条件168
513输出反馈设计法的设计步骤169
52采用状态空间的极点配置设计法171
521按极点配置设计控制规律172
522按极点配置设计状态观测器174
523按极点配置设计控制器178
524跟踪系统设计182
53采用状态空间的最优化设计法183
531LQ最优控制器设计184
532状态最优估计器设计187
533LQG最优控制器设计192
534跟踪系统设计192
习题193
第6章先进控制技术194
61模糊控制技术194
611模糊控制的数学基础194
612模糊控制原理199
613模糊控制器设计203
614双输入单输出模糊控制系统设计205
62神经网络控制技术208
621神经网络基础208
622神经网络控制210
63专家控制技术213
631专家系统213
632专家控制介绍214
633专家控制基本思想216
634专家控制组织结构218
64预测控制技术219
641内部模型219
642预测模型220
643预测控制算法222
65其他先进控制技术225
习题226
第7章计算机控制系统的软件
设计技术22771程序设计技术227
711模块化与结构化程序设计227
712面向过程与面向对象的程序设计229
713高级语言I/O控制台编程230
72人机接口（HMI/SCADA）技术230
721HMI/SCADA的含义230
722基于监控组态软件设计人机接口231
723基于可视化高级语言设计人机接口232
73测量数据预处理与系统有限字长 233
731误差自动校准233
732线性化处理和非线性补偿235
733标度变换方法236
734越限报警处理237
735量化误差来源237
736AD、DA及运算字长的选择239
74数字控制器的工程实现241
741给定值和被控量处理241
742偏差处理242
743控制算法的实现243
744控制量处理243
745自动/手动切换技术244
75软件抗干扰技术245
751数字滤波技术245
752开关量的软件抗干扰技术247
753指令冗余技术248
754软件陷阱技术248
习题249
第8章分布式测控网络技术250
81工业网络技术250
811工业网络概述250
812数据通信编码技术254
813网络协议及其层次结构255
814IEEE 802标准256
815工业网络的性能评价和选型257
82集散控制系统258
821DCS概述259
822DCS的分散控制级263
823DCS的集中监控级265
824DCS的综合管理级267
83现场总线控制系统269
831现场总线概述269
832五种典型的现场总线274
84工业以太网测控系统278
841工业以太网概述278
842工业以太网测控系统设计279
85系统集成与综合自动化系统282
851系统集成282
852五层Purdue模型285
853ERPMESPCS三层结构286
854综合自动化系统的实现288
86网络化控制系统289
861网络化控制系统的定义289
862网络化控制系统的结构和模型290
863网络化控制系统的常见问题291
864网络化控制系统性能分析292
87工业互联网与智能工厂294
871无线传感器网络294
872物联网294
873工业大数据与工业互联网297
874数字化车间与智能工厂298
习题299
第9章计算机控制系统设计与
实现30091系统设计的原则与步骤300
911系统设计的原则300
912系统设计的步骤301
92系统的工程设计与实现304
921系统总体方案设计304
922硬件的工程设计与实现305
923软件的工程设计与实现307
924系统的调试与运行309
93设计举例——啤酒发酵过程计算机控制系统312
931啤酒发酵工艺及控制要求313
932系统总体方案的设计313
933系统硬件和软件的设计315
934系统的安装调试运行及控制效果318
94设计举例——机器人关节运动计算机控制系统319
941PUMA560机器人的结构原理319
942机器人运动学方程319
943机器人动力学方程320
944机器人手臂的独立关节位置伺服控制320
习题322
参考文献323