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微型計算機控制技術(第4版) 版權信息
- ISBN：9787302653387
- 條形碼：9787302653387 ; 978-7-302-65338-7
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
微型計算機控制技術(第4版) 本書特色
本書由國家級教學名師于海生及其教學團隊編寫，是 “十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材、國家級一流本科課程配套教材、國家級精品課程配套教材、國家級精品資源共享課程配套教材，獲首屆全國優秀教材二等獎、全國普通高等學校優秀教材二等獎。
本書是計算機控制領域的經典教材，自1999年出版至今共出版了4版，發行量超過50萬冊，已被近300所高校選作教材，產生了巨大影響。
本書第4版進一步充實了新理論、新技術和新方法，優化了教材內容，以主流機型ISA/PCI/PCI-E總線工業控制機為控制工具，建立了具有工程觀、控制觀、系統觀、信息觀、智能觀的“五種觀念”計算機控制技術課程教學內容和知識體系，遵循課程教育教學規律和人才成長規律，循序漸進、因材施教、教學相長，全力提升課程的高階性、創新性、挑戰度，著力培養學生解決計算機控制系統復雜工程問題的實踐能力與創新精神。
全書力求理論實踐并重、硬件軟件結合、弱電強電兼顧，體系新穎，實踐性、工程性、系統性、集成性強。課程教材與網站內容豐富。面向教師提供多媒體電子課件、習題參考答案、實驗指導書、試卷及參考答案、課程教學大綱、課程教學日歷、課程重點難點、課程設計任務書等。課程網站有課程介紹、課程團隊、全程視頻、課程教案、輔導材料等。
本書可作為高等院校自動化類、計算機類、電子信息類、電氣類、機械類、儀器類等專業高年級本科生的教材，也可作為相關學科專業低年級研究生的教材，并可供有關科技人員參考和自學。
微型計算機控制技術(第4版) 內容簡介
本書第4版根據計算機控制與網絡技術的發展，基于工業界、科技界和教育界的成果進行了全面修訂。本書面向新工科建設、工程教育專業認證和很好工程人才培養計劃，以立德樹人為根本任務，以科學家精神、企業家精神、工匠精神等中國精神為動力，以培養學生解決復雜工程和實際問題的綜合能力為出發點，以主流機型PC/ISA/PCI/PCIE總線工業控制機和PC系列為控制工具，系統地闡述計算機控制系統的設計技術與工程實現方法。全書共8章，主要內容包括: 計算機控制系統及其組成、典型形式、發展概況和趨勢，輸入輸出接口與過程通道，數字控制技術，常規及復雜控制技術，現代控制技術，應用程序設計與實現技術，分布式測控網絡技術，計算機控制系統設計與實現。 本書內容豐富，體系新穎，理論聯系實際，實踐性、工程性、系統性和集成性強。可作為高等院校自動化類、計算機類、電子信息類、電氣類、機械類、儀器類等專業高年級本科生的教材，也可作為相關專業低年級研究生的教材，還可供有關科技人員參考。
微型計算機控制技術(第4版) 目錄
PPT第1章緒論1
1.1計算機控制系統概述1
1.1.1計算機控制系統2
1.1.2計算機控制系統的組成3
1.1.3計算機控制系統的主機5
1.2計算機控制系統的典型形式7
1.2.1操作指導控制系統8
1.2.2直接數字控制系統8
1.2.3監督計算機控制系統9
1.2.4集散控制系統10
1.2.5現場總線控制系統10
1.2.6綜合自動化系統11
1.3計算機控制系統的發展概況和趨勢12
1.3.1計算機控制系統的發展概況12
1.3.2計算機控制系統的發展趨勢15
習題17
第2章輸入輸出接口與過程通道18
2.1工業控制機總線及其接口擴展技術18
2.1.1工業控制機總線技術18
2.1.2系統總線接口擴展技術24
2.1.3外部總線接口擴展技術30
2.2輸入輸出接口與過程通道設計原理33
2.2.1數字量輸入輸出接口與過程通道33
2.2.2模擬量輸入接口與過程通道38
2.2.3模擬量輸出接口與過程通道52
2.2.4脈沖量輸入輸出接口與過程通道582.3基于系統總線的計算機控制系統硬件設計61
2.3.1數字量輸入輸出接口與過程通道模板設計61
2.3.2模擬量輸入接口與過程通道模板設計63
2.3.3模擬量輸出接口與過程通道模板設計66
2.3.4脈沖量輸入輸出接口與過程通道模板設計68
2.4基于外部總線的計算機控制系統硬件設計69
2.4.1基于外部總線的硬件設計方案69
2.4.2智能遠程I/O模塊70
2.4.3其他測控裝置73
2.5硬件抗干擾技術79
2.5.1過程通道抗干擾技術79
2.5.2主機抗干擾技術86
2.5.3系統供電與接地技術88
習題93
◆微型計算機控制技術(第4版)目錄第3章數字控制技術95
3.1數字控制基礎95
3.1.1數控技術發展概況95
3.1.2數字控制原理96
3.1.3數字控制方式97
3.1.4數字控制系統98
3.1.5數控系統的分類99
3.2運動軌跡插補原理100
3.2.1逐點比較法的直線插補101
3.2.2逐點比較法的圓弧插補104
3.2.3數字積分法插補109
3.3進給速度與加減速控制116
3.3.1進給速度控制116
3.3.2加減速控制117
3.4電機驅動控制與位置伺服系統120
3.4.1步進電機驅動控制120
3.4.2直流伺服電機驅動控制126
3.4.3交流伺服電機驅動控制127
3.4.4位置伺服系統127
3.5多軸運動控制技術131
3.5.1多軸運動控制系統結構131
3.5.2多軸運動控制系統硬件設計131
3.5.3多軸運動控制系統軟件設計133
3.5.4數控系統設計舉例——基于IPC的多軸運動控制135
習題138
第4章常規及復雜控制技術140
4.1控制系統的性能指標140
4.1.1穩態性能指標140
4.1.2動態性能指標141
4.1.3抗干擾性能141
4.1.4對控制作用的限制141
4.2數字控制器的連續化設計技術142
4.2.1數字控制器的連續化設計步驟142
4.2.2理想數字PID控制器的設計146
4.2.3實際數字PID控制器的設計147
4.2.4數字PID控制器的改進152
4.2.5數字PID控制器的參數整定156
4.3數字控制器的離散化設計技術161
4.3.1數字控制器的離散化設計步驟161
4.3.2*少拍控制器的設計162
4.3.3*少拍有紋波控制器的設計167
4.3.4*少拍無紋波控制器的設計171
4.4純滯后控制技術175
4.4.1施密斯預估控制——連續化設計技術175
4.4.2達林算法——離散化設計技術178
4.5串級控制技術182
4.5.1串級控制的結構和原理182
4.5.2數字串級控制算法183
4.5.3副回路微分先行串級控制算法184
4.6前饋反饋控制技術186
4.6.1前饋控制的結構和原理186
4.6.2前饋反饋控制結構186
4.6.3計算機前饋反饋控制算法188
4.7解耦控制技術190
4.7.1解耦控制原理192
4.7.2計算機解耦控制算法193
4.8模糊控制技術194
4.8.1模糊控制的數學基礎194
4.8.2模糊控制原理199
4.8.3模糊控制器設計204
4.8.4雙輸入單輸出模糊控制系統設計206
4.9其他控制技術210
習題212
第5章現代控制技術214
5.1采用狀態空間的輸出反饋設計法214
5.1.1連續狀態空間方程的離散化215
5.1.2*少拍無紋波系統的跟蹤條件215
5.1.3輸出反饋設計法的設計步驟216
5.2采用狀態空間的極點配置設計法219
5.2.1按極點配置設計控制規律219
5.2.2按極點配置設計狀態觀測器222
5.2.3按極點配置設計控制器226
5.2.4跟蹤系統設計231
5.3采用狀態空間的*優化設計法233
5.3.1LQ*優控制器設計233
5.3.2狀態*優估計器設計237
5.3.3LQG*優控制器設計242
5.3.4跟蹤系統的設計243
習題244
第6章應用程序設計與實現技術245
6.1程序設計技術245
6.1.1模塊化與結構化程序設計245
6.1.2面向過程與面向對象的程序設計247
6.1.3高級語言I/O控制臺編程248
6.2人機接口技術249
6.2.1HMI/SCADA的含義249
6.2.2基于監控組態軟件設計人機接口250
6.2.3基于可視化高級語言設計人機接口250
6.3測量數據預處理技術251
6.3.1系統誤差自動校準252
6.3.2線性化處理和非線性補償253
6.3.3標度變換方法255
6.3.4越限報警處理256
6.3.5量化誤差來源257
6.3.6A/D、D/A轉換器的字長選擇259
6.4數字控制器的工程實現261
6.4.1給定值和被控量處理261
6.4.2偏差處理262
6.4.3控制算法的實現264
6.4.4控制量處理264
6.4.5自動/手動切換技術265
6.5軟件抗干擾技術266
6.5.1數字濾波技術267
6.5.2開關量的軟件抗干擾技術269
6.5.3指令冗余技術270
6.5.4軟件陷阱技術270
習題271
第7章分布式測控網絡技術272
7.1工業網絡技術272
7.1.1工業網絡概述272
7.1.2數據通信編碼技術276
7.1.3網絡協議及其層次結構277
7.1.4IEEE 802標準279
7.1.5工業網絡的性能評價和選型280
7.2集散型控制系統282
7.2.1DCS概述282
7.2.2DCS的分散控制級287
7.2.3DCS的集中監控級290
7.2.4DCS的綜合管理級292
7.3現場總線控制系統294
7.3.1現場總線概述295
7.3.25種典型的現場總線300
7.4工業以太網測控系統304
7.4.1工業以太網概述304
7.4.2工業以太網測控系統設計306
7.5系統集成與綜合自動化系統309
7.5.1系統集成309
7.5.2Purdue模型313
7.5.3ERPMESPCS模型315
7.5.4綜合自動化系統的實現316
7.6網絡化控制系統318
7.6.1網絡化控制系統的定義318
7.6.2網絡化控制系統的結構和模型319
7.6.3網絡化控制系統的常見問題320
7.6.4網絡化控制系統性能分析321
7.7工業互聯網與智能工廠323
7.7.1無線傳感器網絡323
7.7.2物聯網324
7.7.3工業大數據與工業互聯網327
7.7.4數字化車間與智能工廠328
習題329
第8章計算機控制系統設計與實現330
8.1系統設計的原則與步驟330
8.1.1系統設計的原則330
8.1.2系統設計的步驟332
8.2系統的工程設計與實現335
8.2.1系統總體方案設計335
8.2.2硬件的工程設計與實現336
8.2.3軟件的工程設計與實現338
8.2.4系統的調試與運行341
8.3設計示例——啤酒發酵過程計算機控制系統344
8.3.1啤酒發酵工藝及控制要求345
8.3.2系統總體方案的設計345
8.3.3系統硬件和軟件的設計347
8.3.4系統的安裝、調試、運行及控制效果351
8.4設計示例——機器人關節運動計算機控制系統351
8.4.1PUMA560機器人的結構原理352
8.4.2機器人運動學方程352
8.4.3機器人動力學方程353
8.4.4機器人手臂的獨立關節位置伺服控制353
習題356
參考文獻357
1.1計算機控制系統概述1
1.1.1計算機控制系統2
1.1.2計算機控制系統的組成3
1.1.3計算機控制系統的主機5
1.2計算機控制系統的典型形式7
1.2.1操作指導控制系統8
1.2.2直接數字控制系統8
1.2.3監督計算機控制系統9
1.2.4集散控制系統10
1.2.5現場總線控制系統10
1.2.6綜合自動化系統11
1.3計算機控制系統的發展概況和趨勢12
1.3.1計算機控制系統的發展概況12
1.3.2計算機控制系統的發展趨勢15
習題17
第2章輸入輸出接口與過程通道18
2.1工業控制機總線及其接口擴展技術18
2.1.1工業控制機總線技術18
2.1.2系統總線接口擴展技術24
2.1.3外部總線接口擴展技術30
2.2輸入輸出接口與過程通道設計原理33
2.2.1數字量輸入輸出接口與過程通道33
2.2.2模擬量輸入接口與過程通道38
2.2.3模擬量輸出接口與過程通道52
2.2.4脈沖量輸入輸出接口與過程通道582.3基于系統總線的計算機控制系統硬件設計61
2.3.1數字量輸入輸出接口與過程通道模板設計61
2.3.2模擬量輸入接口與過程通道模板設計63
2.3.3模擬量輸出接口與過程通道模板設計66
2.3.4脈沖量輸入輸出接口與過程通道模板設計68
2.4基于外部總線的計算機控制系統硬件設計69
2.4.1基于外部總線的硬件設計方案69
2.4.2智能遠程I/O模塊70
2.4.3其他測控裝置73
2.5硬件抗干擾技術79
2.5.1過程通道抗干擾技術79
2.5.2主機抗干擾技術86
2.5.3系統供電與接地技術88
習題93
◆微型計算機控制技術(第4版)目錄第3章數字控制技術95
3.1數字控制基礎95
3.1.1數控技術發展概況95
3.1.2數字控制原理96
3.1.3數字控制方式97
3.1.4數字控制系統98
3.1.5數控系統的分類99
3.2運動軌跡插補原理100
3.2.1逐點比較法的直線插補101
3.2.2逐點比較法的圓弧插補104
3.2.3數字積分法插補109
3.3進給速度與加減速控制116
3.3.1進給速度控制116
3.3.2加減速控制117
3.4電機驅動控制與位置伺服系統120
3.4.1步進電機驅動控制120
3.4.2直流伺服電機驅動控制126
3.4.3交流伺服電機驅動控制127
3.4.4位置伺服系統127
3.5多軸運動控制技術131
3.5.1多軸運動控制系統結構131
3.5.2多軸運動控制系統硬件設計131
3.5.3多軸運動控制系統軟件設計133
3.5.4數控系統設計舉例——基于IPC的多軸運動控制135
習題138
第4章常規及復雜控制技術140
4.1控制系統的性能指標140
4.1.1穩態性能指標140
4.1.2動態性能指標141
4.1.3抗干擾性能141
4.1.4對控制作用的限制141
4.2數字控制器的連續化設計技術142
4.2.1數字控制器的連續化設計步驟142
4.2.2理想數字PID控制器的設計146
4.2.3實際數字PID控制器的設計147
4.2.4數字PID控制器的改進152
4.2.5數字PID控制器的參數整定156
4.3數字控制器的離散化設計技術161
4.3.1數字控制器的離散化設計步驟161
4.3.2*少拍控制器的設計162
4.3.3*少拍有紋波控制器的設計167
4.3.4*少拍無紋波控制器的設計171
4.4純滯后控制技術175
4.4.1施密斯預估控制——連續化設計技術175
4.4.2達林算法——離散化設計技術178
4.5串級控制技術182
4.5.1串級控制的結構和原理182
4.5.2數字串級控制算法183
4.5.3副回路微分先行串級控制算法184
4.6前饋反饋控制技術186
4.6.1前饋控制的結構和原理186
4.6.2前饋反饋控制結構186
4.6.3計算機前饋反饋控制算法188
4.7解耦控制技術190
4.7.1解耦控制原理192
4.7.2計算機解耦控制算法193
4.8模糊控制技術194
4.8.1模糊控制的數學基礎194
4.8.2模糊控制原理199
4.8.3模糊控制器設計204
4.8.4雙輸入單輸出模糊控制系統設計206
4.9其他控制技術210
習題212
第5章現代控制技術214
5.1采用狀態空間的輸出反饋設計法214
5.1.1連續狀態空間方程的離散化215
5.1.2*少拍無紋波系統的跟蹤條件215
5.1.3輸出反饋設計法的設計步驟216
5.2采用狀態空間的極點配置設計法219
5.2.1按極點配置設計控制規律219
5.2.2按極點配置設計狀態觀測器222
5.2.3按極點配置設計控制器226
5.2.4跟蹤系統設計231
5.3采用狀態空間的*優化設計法233
5.3.1LQ*優控制器設計233
5.3.2狀態*優估計器設計237
5.3.3LQG*優控制器設計242
5.3.4跟蹤系統的設計243
習題244
第6章應用程序設計與實現技術245
6.1程序設計技術245
6.1.1模塊化與結構化程序設計245
6.1.2面向過程與面向對象的程序設計247
6.1.3高級語言I/O控制臺編程248
6.2人機接口技術249
6.2.1HMI/SCADA的含義249
6.2.2基于監控組態軟件設計人機接口250
6.2.3基于可視化高級語言設計人機接口250
6.3測量數據預處理技術251
6.3.1系統誤差自動校準252
6.3.2線性化處理和非線性補償253
6.3.3標度變換方法255
6.3.4越限報警處理256
6.3.5量化誤差來源257
6.3.6A/D、D/A轉換器的字長選擇259
6.4數字控制器的工程實現261
6.4.1給定值和被控量處理261
6.4.2偏差處理262
6.4.3控制算法的實現264
6.4.4控制量處理264
6.4.5自動/手動切換技術265
6.5軟件抗干擾技術266
6.5.1數字濾波技術267
6.5.2開關量的軟件抗干擾技術269
6.5.3指令冗余技術270
6.5.4軟件陷阱技術270
習題271
第7章分布式測控網絡技術272
7.1工業網絡技術272
7.1.1工業網絡概述272
7.1.2數據通信編碼技術276
7.1.3網絡協議及其層次結構277
7.1.4IEEE 802標準279
7.1.5工業網絡的性能評價和選型280
7.2集散型控制系統282
7.2.1DCS概述282
7.2.2DCS的分散控制級287
7.2.3DCS的集中監控級290
7.2.4DCS的綜合管理級292
7.3現場總線控制系統294
7.3.1現場總線概述295
7.3.25種典型的現場總線300
7.4工業以太網測控系統304
7.4.1工業以太網概述304
7.4.2工業以太網測控系統設計306
7.5系統集成與綜合自動化系統309
7.5.1系統集成309
7.5.2Purdue模型313
7.5.3ERPMESPCS模型315
7.5.4綜合自動化系統的實現316
7.6網絡化控制系統318
7.6.1網絡化控制系統的定義318
7.6.2網絡化控制系統的結構和模型319
7.6.3網絡化控制系統的常見問題320
7.6.4網絡化控制系統性能分析321
7.7工業互聯網與智能工廠323
7.7.1無線傳感器網絡323
7.7.2物聯網324
7.7.3工業大數據與工業互聯網327
7.7.4數字化車間與智能工廠328
習題329
第8章計算機控制系統設計與實現330
8.1系統設計的原則與步驟330
8.1.1系統設計的原則330
8.1.2系統設計的步驟332
8.2系統的工程設計與實現335
8.2.1系統總體方案設計335
8.2.2硬件的工程設計與實現336
8.2.3軟件的工程設計與實現338
8.2.4系統的調試與運行341
8.3設計示例——啤酒發酵過程計算機控制系統344
8.3.1啤酒發酵工藝及控制要求345
8.3.2系統總體方案的設計345
8.3.3系統硬件和軟件的設計347
8.3.4系統的安裝、調試、運行及控制效果351
8.4設計示例——機器人關節運動計算機控制系統351
8.4.1PUMA560機器人的結構原理352
8.4.2機器人運動學方程352
8.4.3機器人動力學方程353
8.4.4機器人手臂的獨立關節位置伺服控制353
習題356
參考文獻357
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