《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及其應(yīng)用（第2版）》分為基礎(chǔ)篇、技術(shù)篇和應(yīng)用篇?；A(chǔ)篇介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，包括系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的描述方法、連續(xù)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法的回顧、離散系統(tǒng)的分析、數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容。技術(shù)篇介紹了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)、過程通道技術(shù)、可靠性和抗干擾技術(shù)、控制系統(tǒng)中的軟件技術(shù)——組態(tài)軟件，以及集成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)許多關(guān)鍵技術(shù)的集散控制系統(tǒng)DCS。應(yīng)用篇介紹了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用的具體模式和實(shí)例，包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的多種解決方案及案例分析、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在簡(jiǎn)單過程控制和流程工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用實(shí)例。為方便教學(xué)和自學(xué)，所有章節(jié)都有引言和小結(jié)，配有思考題與習(xí)題。其中，小結(jié)以知識(shí)點(diǎn)提要列出，以方便慕課、微課、微視頻、翻轉(zhuǎn)課堂等現(xiàn)代教學(xué)資源的制作。

　　本書作為精品課程建設(shè)的組成部分，提供了公開的網(wǎng)絡(luò)資源，包括各章的教學(xué)課件、參考文獻(xiàn)和有關(guān)思考題與習(xí)題的指導(dǎo)信息，以便于廣大師生使用。

　　本書可作為電子信息科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、電氣工程及自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器等專業(yè)的教材和有關(guān)工程技術(shù)人員的參考資料。

基礎(chǔ)篇溯本而求源，溫故而知新

第1章概述

1.1自動(dòng)控制的基本概念

1.1.1自動(dòng)控制的引例

1.1.2自動(dòng)控制中的基本問題

1.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

1.2.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1.2.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類

1.2.3計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及其發(fā)展

1.3課程的研究?jī)?nèi)容和學(xué)習(xí)方法

1.3.1研究?jī)?nèi)容

1.3.2學(xué)習(xí)方法

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

第2章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)

2.1控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

2.1.1控制系統(tǒng)的描述方法

2.1.2用微分方程表示的系統(tǒng)模型

2.1.3用脈沖響應(yīng)表示的系統(tǒng)模型

2.1.4拉普拉斯變換

2.1.5用傳遞函數(shù)表示的系統(tǒng)模型

2.1.6系統(tǒng)的方框圖

2.1.7狀態(tài)空間概念和模型框圖

2.2連續(xù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)

2.2.1連續(xù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)

2.2.2連續(xù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法回顧

2.3離散系統(tǒng)的描述方法

2.3.1離散系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)的關(guān)系

2.3.2采樣過程和采樣定理

2.3.3序列和差分方程

2.3.4用脈沖響應(yīng)表示的離散系統(tǒng)模型

2.3.5z變換及其性質(zhì)

2.3.6脈沖傳遞函數(shù)

2.3.7離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述

2.3.8離散系統(tǒng)的其他描述方法

2.4離散系統(tǒng)的分析

2.4.1s平面和z平面之間的映射

2.4.2穩(wěn)定性分析

2.4.3靜態(tài)誤差分析

2.4.4動(dòng)態(tài)特性分析

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

第3章數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法

3.1.1近似設(shè)計(jì)法

3.1.2解析設(shè)計(jì)法

3.2離散化方法

3.2.1積分變換法

3.2.2零極點(diǎn)匹配法

3.2.3等效變換法

3.2.4離散化方法比較

3.3PID控制

3.3.1PID控制的原理

3.3.2數(shù)字PID控制算法

3.3.3數(shù)字PID控制的參數(shù)整定

3.4最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)

3.4.1最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)的原理

3.4.2最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.4.3最少拍無(wú)紋波隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.5控制算法的實(shí)現(xiàn)

3.5.1實(shí)現(xiàn)框圖與算法

3.5.2串行實(shí)現(xiàn)與并行實(shí)現(xiàn)

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

技術(shù)篇工欲善其事，必先利其器

第4章控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)

4.1工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

4.1.1工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)

4.1.2嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)

4.1.3典型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的產(chǎn)品

4.2控制系統(tǒng)中的接口技術(shù)

4.2.1接口與總線

4.2.2并行接口

4.2.3串行接口

4.2.4現(xiàn)場(chǎng)總線

4.3控制系統(tǒng)中的人機(jī)交互技術(shù)

4.3.1人機(jī)交互及其要求

4.3.2人機(jī)交互的設(shè)計(jì)技術(shù)

4.4工業(yè)控制計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)介

4.4.1系統(tǒng)軟件

4.4.2應(yīng)用軟件

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

第5章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的過程通道

5.1傳感器與執(zhí)行器

5.1.1傳感器和變送器

5.1.2IEEE 1451智能變換器標(biāo)準(zhǔn)

5.1.3執(zhí)行器及其分類

5.1.4伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)

5.1.5變頻器與電動(dòng)執(zhí)行器

5.2輸入通道

5.2.1控制系統(tǒng)中的信號(hào)種類及特點(diǎn)

5.2.2數(shù)字量信號(hào)處理方式

5.2.3模擬量信號(hào)處理方式

5.2.4數(shù)據(jù)采集的原理和實(shí)現(xiàn)

5.3輸出通道

5.3.1輸出通道的基本結(jié)構(gòu)

5.3.2輸出通道中的開關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)

5.3.3輸出通道中的模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)

5.3.4電機(jī)控制

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

第6章控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾技術(shù)

6.1可靠性與抗干擾技術(shù)的基本概念

6.1.1可靠性的概念

6.1.2電磁兼容性

6.1.3噪聲的分類和耦合方式

6.1.4控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的基本途徑

6.2硬件的可靠性與抗干擾技術(shù)

6.2.1元器件與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6.2.2濾波與去耦電路

6.2.3隔離與屏蔽技術(shù)

6.2.4電源干擾的抑制與接地技術(shù)

6.2.5電源管理和熱插拔技術(shù)

6.2.6Watchdog技術(shù)

6.2.7印制板的抗干擾措施

6.3軟件的可靠性與抗干擾技術(shù)

6.3.1存儲(chǔ)空間分配和程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

6.3.2數(shù)字濾波技術(shù)

6.3.3數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)

6.3.4開機(jī)自檢與故障診斷

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

第7章控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件

7.1工控組態(tài)軟件概述

7.1.1組態(tài)軟件及其特點(diǎn)

7.1.2組態(tài)軟件的功能

7.1.3組態(tài)軟件的發(fā)展

7.2MCGS組態(tài)軟件

7.2.1MCGS組態(tài)軟件的特點(diǎn)和組成

7.2.2MCGS工程構(gòu)成

7.2.3MCGS組態(tài)過程

7.3組態(tài)王組態(tài)軟件

7.3.1組態(tài)王軟件的特點(diǎn)和組成

7.3.2組態(tài)王軟件的構(gòu)成

7.3.3組態(tài)王組態(tài)過程

7.4力控監(jiān)控組態(tài)軟件

7.4.1力控軟件的特點(diǎn)和組成

7.4.2力控軟件的構(gòu)成

7.4.3力控組態(tài)過程

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

第8章集散控制系統(tǒng)

8.1DCS的產(chǎn)生與發(fā)展

8.1.1DCS的產(chǎn)生

8.1.2DCS的發(fā)展

8.1.3EPA現(xiàn)場(chǎng)總線

8.2DCS的體系結(jié)構(gòu)

8.2.1DCS的分層結(jié)構(gòu)

8.2.2DCS的硬件結(jié)構(gòu)

8.2.3DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

8.2.4DCS的軟件結(jié)構(gòu)

8.3WebField JX300XP控制系統(tǒng)

8.3.1概述

8.3.2JX300XP系統(tǒng)的組成

8.3.3JX300XP系統(tǒng)的硬件

8.3.4JX300XP系統(tǒng)的軟件

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

應(yīng)用篇學(xué)以致用，用學(xué)相長(zhǎng)

第9章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的解決方案

9.1基于嵌入式系統(tǒng)的解決方案

9.1.1組成和特點(diǎn)

9.1.2案例1： 由嵌入式系統(tǒng)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)

9.2基于智能控制儀表的解決方案

9.2.1組成和特點(diǎn)

9.2.2案例2： 基于智能控制儀表的電阻爐溫度控制系統(tǒng)

9.3基于可編程邏輯控制器的解決方案

9.3.1組成和特點(diǎn)

9.3.2案例3： PLC控制的工業(yè)洗衣機(jī)

9.4基于分布式數(shù)據(jù)采集與控制模塊的解決方案

9.4.1組成和特點(diǎn)

9.4.2案例4： 潮流水槽計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制系統(tǒng)

9.5基于可編程自動(dòng)化控制器的解決方案

9.5.1組成和特點(diǎn)

9.5.2案例5： PAC在橋梁健康檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

第10章計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在簡(jiǎn)單過程控制中的應(yīng)用

10.1實(shí)例1： 水箱液位控制

10.1.1被控對(duì)象和控制方案

10.1.2硬件組成

10.1.3組態(tài)過程

10.1.4PID整定實(shí)驗(yàn)過程

10.2實(shí)例2： 鍋爐溫度控制

10.2.1被控對(duì)象和控制方案

10.2.2硬件組成

10.2.3組態(tài)過程

10.2.4PID算法設(shè)計(jì)

10.2.5PID整定實(shí)驗(yàn)過程

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

第11章計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在流程工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

11.1DCS在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用

11.1.1工藝介紹

11.1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.1.3系統(tǒng)組態(tài)

11.1.4控制流程

11.1.5系統(tǒng)運(yùn)行

11.2DCS在大中型氮肥裝置中的應(yīng)用

11.2.1工藝介紹

11.2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.2.3系統(tǒng)組態(tài)

11.2.4控制流程

11.2.5系統(tǒng)運(yùn)行

本章知識(shí)點(diǎn)

思考題與習(xí)題

附錄有關(guān)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品及企業(yè)網(wǎng)址

參考文獻(xiàn)