計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（第3版）
定 價(jià)：45 元
叢書名：計(jì)算機(jī)類本科規(guī)劃教材
- 作者：朱玉璽 等編著
- 出版時(shí)間：2017/10/1
- ISBN：9787121328503
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP273
- 頁碼：300
- 紙張：膠版紙
- 版次：3
- 開本：16開
本書是普通高等教育十一五*規(guī)劃教材。本書介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、基本控制算法及軟、硬件系統(tǒng)在工業(yè)控制中的應(yīng)用技術(shù)。全書共9章，主要內(nèi)容以典型微型計(jì)算機(jī)（工控機(jī)和單片機(jī)）控制系統(tǒng)為例，介紹一般性控制系統(tǒng)的基本概念、原理和各組成部分，分別講述輸入/輸出通道接口技術(shù)、順序控制與數(shù)字程序控制、數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)、模糊控制技術(shù)、多微處理器控制系統(tǒng)、控制技術(shù)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。本書可作為高等院校計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)化、電子工程、機(jī)電工程等專業(yè)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的教材，也可作為從事計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員的參考書。
前 言
本書是普通高等教育十一五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。
在自動(dòng)控制領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)在計(jì)算、數(shù)據(jù)處理等方面獲得了極大的成功，它承擔(dān)著控制系統(tǒng)中控制器的角色，直接參與控制，從而形成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它的參與對(duì)控制系統(tǒng)的性能、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及控制理論等多方面都產(chǎn)生了極為深刻的影響。本書介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、工作原理及其特點(diǎn)，并著重說明計(jì)算機(jī)參與控制后給控制理論及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所帶來的新問題。由于理論基礎(chǔ)、實(shí)際需要和物質(zhì)條件這3個(gè)因素，使計(jì)算機(jī)控制成為一門迅速發(fā)展的新興學(xué)科。在沒有特別說明的情況下，本書主要闡述以微型計(jì)算機(jī)為控制器的控制系統(tǒng)，講解系統(tǒng)的組成、原理、控制過程、系統(tǒng)特性及相關(guān)新技術(shù)應(yīng)用，將控制對(duì)象、傳感器、通道及接口、數(shù)字控制器、系統(tǒng)軟件和各種應(yīng)用軟件組織成一個(gè)有機(jī)的整體，形成完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，從而達(dá)到完整的控制目的。
本書介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、基本控制算法及軟、硬件系統(tǒng)在工業(yè)控制中的應(yīng)用技術(shù)。全書共9章，主要內(nèi)容以典型微型計(jì)算機(jī)（工控機(jī)和單片機(jī)）控制系統(tǒng)為例，介紹一般性控制系統(tǒng)的基本概念、原理和各組成部分，分別講述輸入/輸出通道接口技術(shù)、順序控制與數(shù)字程序控制、數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)、模糊控制技術(shù)、多微處理器控制系統(tǒng)、控制技術(shù)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
本書主要特點(diǎn)是，對(duì)經(jīng)典控制系統(tǒng)的基本控制算法、數(shù)學(xué)變換、控制參數(shù)整定等，采用適度引入，應(yīng)用其定理、定義和結(jié)論的方法進(jìn)行講解；將輸入/輸出通道接口技術(shù)同相應(yīng)的輸入/輸出設(shè)備及控制作為一個(gè)整體考慮，使讀者容易接受控制系統(tǒng)中的模塊化概念，使內(nèi)容更具有連貫性和完整性；在模糊控制系統(tǒng)中，引入FUZZY理論，深度和廣度適度，明確模糊理論在控制系統(tǒng)中的作用；在總線接口技術(shù)中，著重介紹當(dāng)前應(yīng)用于各種儀器設(shè)備上的PCI接口總線和USB接口總線；針對(duì)多機(jī)控制系統(tǒng)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)幾種主導(dǎo)市場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)進(jìn)行介紹；介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和步驟，選取了經(jīng)典的實(shí)例，作為各種相關(guān)技術(shù)的綜合應(yīng)用。
本書著重于建立學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的整體概念，培養(yǎng)學(xué)生軟件、硬件相結(jié)合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。對(duì)計(jì)算機(jī)及相近專業(yè)的學(xué)生，根據(jù)課程設(shè)置的需要，可選講部分章節(jié)的內(nèi)容。
本書的第1章、第6章、第7章由朱玉璽編寫，第2章、第3章、第4章和第8章由崔如春編寫，第5章、第9章由鄺小磊編寫。全書由朱玉璽統(tǒng)稿。在本書編寫過程中，始終得到了電子工業(yè)出版社的支持，使本書得以順利完成。
由于我們水平有限，加上時(shí)間倉(cāng)促，書中一定會(huì)有一些錯(cuò)誤，殷切希望得到廣大讀者和同仁的批評(píng)指正，以便使本書的質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。
作者
朱玉璽，佛山科技學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授，出版國(guó)家級(jí)十一五規(guī)劃教材《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》，曾在美國(guó)坡士頓計(jì)算機(jī)培訓(xùn)中心進(jìn)修學(xué)習(xí)
第1章 緒論1
1.1 控制系統(tǒng)組成1
1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類4
1.3 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)8
1.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r9
習(xí)題111
第2章 輸入通道接口技術(shù)12
2.1 信號(hào)測(cè)量與傳感器技術(shù)12
2.1.1 溫度測(cè)量傳感器12
2.1.2 壓力測(cè)量傳感器14
2.1.3 流量測(cè)量傳感器15
2.2 模擬信號(hào)輸入通道接口15
2.2.1 模擬多路開關(guān)16
2.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器20
2.2.3 數(shù)據(jù)采集與處理方法26
2.3 鍵盤接口技術(shù)30
2.3.1 獨(dú)立式按鍵30
2.3.2 行列式鍵盤31
2.3.3 軟鍵盤與觸摸屏接口35
2.4 開關(guān)量信號(hào)輸入接口37
2.4.1 多路開關(guān)量信號(hào)輸入接口技術(shù)37
2.4.2 光電隔離與大功率輸入接口技術(shù)38
習(xí)題240
第3章 輸出通道接口技術(shù)41
3.1 模擬信號(hào)輸出通道接口41
3.1.1 D/A轉(zhuǎn)換器41
3.1.2 PWM技術(shù)44
3.2 LED顯示器及其接口技術(shù)45
3.2.1 動(dòng)態(tài)LED顯示器接口技術(shù)46
3.2.2 靜態(tài)LED顯示器接口技術(shù)48
3.3 LCD顯示器接口技術(shù)50
3.3.1 單色LCD顯示原理50
3.3.2 彩色LCD顯示原理51
3.3.3 單色LCD器件的驅(qū)動(dòng)方式51
3.3.4 點(diǎn)陣式單色LCD顯示器的接口53
3.4 開關(guān)量輸出接口技術(shù)55
3.4.1 輸出接口光電隔離技術(shù)56
3.4.2 繼電器輸出接口56
3.4.3 大功率輸出接口58
3.5 電動(dòng)機(jī)控制接口技術(shù)59
3.5.1 小功率直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理及控制接口59
3.5.2 步進(jìn)電機(jī)工作原理及控制接口62
習(xí)題369
第4章 順序控制與數(shù)字程序控制71
4.1 順序控制71
4.2 數(shù)字程序控制75
4.2.1 逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法75
4.2.2 數(shù)字積分器插補(bǔ)法84
習(xí)題492
第5章 數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)93
5.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)93
5.1.1 控制系統(tǒng)中信號(hào)的基本形式與控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)93
5.1.2 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述96
5.1.3 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述99
5.1.4 Z變換102
5.1.5 離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)108
5.1.6 采樣周期的選擇118
5.2 數(shù)字控制器的PID設(shè)計(jì)方法122
5.2.1 PID設(shè)計(jì)方法122
5.2.2 PID算法的離散形式128
5.2.3 PID算法數(shù)字控制器的改進(jìn)129
5.2.4 PID算法數(shù)字控制器的參數(shù)整定135
5.3 數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方法139
5.3.1 最少拍無差系統(tǒng)140
5.3.2 最少拍無紋波系統(tǒng)150
5.3.3 純滯后系統(tǒng)153
5.4 串級(jí)控制159
5.5 前饋控制162
5.6 解耦控制164
5.7 控制算法的實(shí)現(xiàn)166
5.7.1 直接實(shí)現(xiàn)法166
5.7.2 級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)法168
5.7.3 并行實(shí)現(xiàn)法171
習(xí)題5173
第6章 模糊控制技術(shù)175
6.1 模糊控制發(fā)展概況175
6.2 常見的控制器類型及模糊規(guī)則177
6.3 簡(jiǎn)單模糊邏輯控制系統(tǒng)180
6.4 基本模糊控制器設(shè)計(jì)181
6.5 模糊數(shù)學(xué)模型187
6.6 模糊控制的發(fā)展191
習(xí)題6191
第7章 多微處理器控制系統(tǒng)192
7.1 多微處理器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式192
7.2 多微處理器控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信194
7.3 多微處理器控制系統(tǒng)總線196
7.3.1 并行總線197
7.3.2 串行通信標(biāo)準(zhǔn)總線205
7.3.3 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)219
習(xí)題7224
第8章 控制技術(shù)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)225
8.1 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）225
8.2 可編程控制器（PLC）228
8.3 嵌入式系統(tǒng)231
8.3.1 嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介231
8.3.2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)步驟233
8.3.3 嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)234
8.3.4 嵌入式系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)236
8.3.5 嵌入式操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)介與選用239
習(xí)題8245
第9章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)246
9.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與方法246
9.1.1 總體方案的確定247
9.1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸入部分的設(shè)計(jì)251
9.1.3 確定控制算法253
9.1.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸出部分的設(shè)計(jì)254
9.1.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)試255
9.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)255
9.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)265
9.3.1 硬件抗干擾技術(shù)265
9.3.2 軟件抗干擾技術(shù)276
9.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例277
習(xí)題9286
附錄A 常用函數(shù)的拉氏變換與Z變換對(duì)照表287
附錄B 部分習(xí)題參考答案288
參考文獻(xiàn)292
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