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《電腦控制系統》全面系統介紹了電腦控制系統的特點，介紹電腦控制系統基礎理論的同時，強調了電腦控制的設計方法和工程實踐，注重突出系統的整體概念和新成果和發展趨勢。本書按照理論設計聯繫實踐思路，將全書分為12章，主要內容有：基礎理論包括電腦控制系統概述、電腦控制系統信號基礎和數位控制器類比和離散設計理論，設計包括控制主機介紹與選擇、過程輸入輸出通道設計、電腦控制系統軟體設計和抗干擾技術，應用實踐包括介紹了電腦控制系統的一般設計原則以及PLC和單片機作為控制主機的設計實例。理論與設計部分每章後附有習題。
《電腦控制系統》可作為高等院校自動控制專業的教材，並可供相關人員使用。
第1章緒論1
1.1電腦控制系統概述1
1.1.1電腦控制系統及其特點1
1.1.2電腦控制系統組成3
1.2電腦控制系統應用類型4
1.2.1電腦監測與操作指導系統4
1.2.2順序控制系統5
1.2.3直接數位控制系統5
1.2.4監督控制系統6
1.2.5集散控制系統6
1.3電腦控制系統發展與應用7
1.3.1電腦控制系統發展歷史7
1.3.2電腦控制系統應用趨勢8
1.4電腦控制系統設計與實現問題9
1.4.1電腦控制系統設計步驟9
1.4.2電腦控制系統實現注意問題10
第2章電腦控制系統信號基礎12
2.1電腦控制系統信號類型12
2.1.1信號類型12
2.1.2電腦控制系統結構13
2.2模數轉換理論基礎14
2.2.1採樣過程14
2.2.2採樣信號的數學描述與採樣定理15
2.2.3採樣信號的量化與編碼18
2.3數模轉換理論基礎19
2.3.1類比信號理想恢復過程19
2.3.2非理想恢復過程20
2.3.3零階保持器20
2.3.4一階保持器22
習題與思考題23
第3章電腦控制系統數學描述24
3.1時域描述差分方程24
3.1.1什麼是差分24
3.1.2差分方程24
3.1.3差分方程的求解25
3.2z域描述——脈衝傳遞函數26
3.2.1z變換定義及運算式27
3.2.2z反變換28
3.2.3脈衝傳遞函數31
3.3電腦控制系統穩定性分析33
3.3.1s平面與z平面的映射關係34
3.3.2電腦控制系統的穩定性35
3.3.3穩態誤差38
習題與思考題38
第4章數位控制器類比化設計方法40
4.1模擬化設計的基本理論40
4.1.1模擬化設計基本原理40
4.1.2離散控制器模擬化的數學描述40
4.1.3數位控制器類比化設計步驟42
4.2連續網域控制站離散化方法42
4.2.1z變換法42
4.2.2前向差分法43
4.2.3雙線性變換法45
4.2.4階躍回應不變法47
4.3數位PID控制器設計48
4.3.1PID控制規律及其作用48
4.3.2模擬PID控制器離散化50
4.3.3數位PID控制演算法改進52
4.3.4PID調節參數整定56
4.3.5採樣週期的選擇59
習題與思考題60
第5章數位控制器離散直接設計方法61
5.1脈衝傳遞函數解析設計原理61
5.1.1數位控制器D(z)的一般形式61
5.1.2D(z)在物理上的可實現性62
5.1.3閉環穩定性要求63
5.1.4離散直接設計一般步驟63
5.2少拍控制系統設計64
5.2.1少拍無差系統64
5.2.2少拍無差系統閉環脈衝傳遞函數確定65
5.2.3少拍控制器D(z)的確定65
5.2.4少拍控制系統數位控制器的設計66
5.3純滯後物件的控制演算法——史密斯預估器68
5.3.1純滯後對系統控制品質的影響68
5.3.2史密斯補償控制原理69
5.3.3史密斯補償器的電腦實現70
5.4純滯後物件的控制演算法——大林演算法72
5.4.1大林演算法基本原理72
5.4.2大林演算法數位控制器的基本形式73
5.4.3振鈴現象及消除方法74
5.4.4大林演算法的設計步驟76
5.5數位控制器的程式實現77
5.5.1直接程式設計法77
5.5.2串列程式設計法78
5.5.3並行程式設計法79
習題與思考題80
第6章控制技術中電腦主機簡介81
6.1工業控制電腦81
6.1.1工控機的特點81
6.1.2工控機的組成83
6.2可程式設計控制器(PLC)84
6.2.1可程式設計控制器的特點84
6.2.2可程式設計控制器的組成84
6.2.3可程式設計控制器的工作原理85
6.3單片機86
6.3.1單片機的特點86
6.3.2單片機的組成87
6.3.3單片機的組成89
6.4數位訊號處理器(DSP)91
6.4.1DSP的特點91
6.4.2DSP的基本結構91
6.4.3TMS320LF2407簡介92
6.5ARM處理器94
6.5.1ARM處理器簡介94
6.5.2ARM處理器體系結構94
6.5.3ARM7處理器簡介95
習題與思考題97
第7章控制系統介面技術——輸入輸出通道98
7.1類比量輸入介面技術98
7.1.1類比量輸入通道結構98
7.1.2信號調理98
7.1.3多路開關99
7.1.4前置放大器99
7.1.5採樣保持器100
7.1.6A/D轉換器100
7.2類比量輸出介面技術103
7.2.1類比量輸出通道結構104
7.2.2D/A轉換器及其介面104
7.3開關量輸入介面技術107
7.3.1開關量輸入通道一般結構107
7.3.2開關量輸入信號的調理108
7.4開關量輸出介面技術109
7.4.1開關量輸出通道一般結構109
7.4.2開關量輸出驅動電路109
7.5人機介面110
7.5.1鍵盤介面技術110
7.5.2顯示器介面技術111
7.6執行器114
7.6.1繼電器114
7.6.2固態繼電器115
7.6.3電動機執行器116
習題與思考題118
第8章電腦控制系統程式設計120
8.1應用軟體設計120
8.1.1電腦控制系統的應用軟體120
8.1.2應用軟體設計方法121
8.1.3控制軟體的設計123
8.2電腦控制系統的資料處理方法124
8.2.1資料線性化處理和非線性補償124
8.2.2標度變換127
8.2.3查表法128
8.3數位濾波130
習題與思考題133
第9章電腦控制系統抗幹擾技術134
9.1幹擾的來源134
9.1.1幹擾的來源134
9.1.2幹擾的作用形式135
9.1.3幹擾的傳播途徑136
9.1.4系統抗幹擾措施137
9.2空間電磁抗幹擾措施137
9.2.1遮罩技術137
9.2.2電氣線路遮罩138
9.3傳導抗幹擾措施139
9.3.1差模幹擾抑制140
9.3.2共模幹擾抑制140
9.4系統供電與接地的抗幹擾措施142
9.4.1系統供電的抗幹擾措施143
9.4.2系統接地的抗幹擾措施145
9.4.3PCB板抗幹擾措施147
9.5軟體抗幹擾與冗餘技術148
9.5.1程式的抗幹擾技術149
9.5.2開關量（數位量）信號輸入輸出的軟體抗幹擾技術150
9.6提高電腦控制系統可靠性方法150
9.6.1硬體可靠性設計150
9.6.2軟體可靠性設計151
第10章電腦控制系統的整體設計與實施153
10.1電腦控制系統設計原則153
10.1.1電腦控制系統設計原則153
10.1.2電腦控制系統設計步驟155
10.2電腦控制系統工程設計與實施158
10.2.1需求調查159
10.2.2可行性分析159
10.2.3總體方案設計159
10.2.4硬體的工程實現160
10.2.5軟體的工程實現162
10.2.6系統調試與現場運行164
第11章太陽能電子秤單片機控制系統設計166
11.1電子秤及其控制要求166
11.1.1概述166
11.1.2控制要求166
11.2系統總體方案設計167
11.2.1系統組成及工作原理167
11.2.2稱重模組的資料處理168
11.3系統硬體和軟體設計168
11.3.1硬體電路設計168
11.3.2軟體設計170
11.4系統抗幹擾設計171
第12章數控加工中心操作面板的設計與PLC實現172
12.1加工中心操作面板及其控制要求172
12.1.1概述172
12.1.2操作面板特性172
12.2系統總體方案設計和組成173
12.3系統硬體和軟體設計174
12.3.1硬體電路設計174
12.3.2軟體設計177
參考文獻183
