书籍详情
计算机控制技术
作者：俞光昀等编著
出版社：电子工业出版社
出版时间：2002-06-01
ISBN：9787505366862
定价：¥23.00
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内容简介
本教材是由高职高专计算机教材编委会征稿，经中国计算机学会教育委员会高职高专学组评 审推荐，由电子工业出版社出版的。本教材共分13章，以微处理器在测量控制中的应用技术为中心，介绍了组成微机测控系统的各个环节。在选材上考虑了适应性（非自控专业读者）、实用性、系统性和完整性。其中 ，第1章到第4章介绍了自动控制系统的基本知识和控制系统中使用的传感器、执行器，目的是 为非自动控制专业的读者提供有关测量和控制方面的必要知识，包括自动控制系统的工作原 理、对计算机控制系统的基本要求、控制系统的分类、连续控制系统的数学模型和传递函数 分析法、传感器和执行器等。已经学过自动控制原理课程的读者可以略去这部分内容。第5 章到第12章介绍了微机测量控制所需的各种技术，包括计算机测量控制系统输入/输出技 术、数据处理技术、抗干扰技术、PID控制技术、复杂控制系统、可编程程序控制器、集散 系统和CIMS系统简介以及微机测量控制系统中使用的先进单片机。第13章介绍了由单片机、 工控机、PLC组成的微机测控系统和数控机床的实例。本教材编写过程中注重物理概念的叙 述，避免复杂的数学推导，力求做到重点突出、通俗易懂、注重实用。本教材由南京师范大学俞光昀担任主编。陈战平编写了第3章、第12章；季菊辉编写了第2章 、第6章、第9章，俞光昀编写了第1章、第4章、第5章、第7章、第8章、第10章、第11章和 第13章。全书由俞光昀统一编排定稿。南京航天航空大学顾宝根教授担任本书的主审，对 本书的初稿进行了认真的修改，并提出了许多宝贵的意见，编者对顾教授的热情帮助？腿险？ 指导表示诚挚的感谢。本教材在编写过程中，吸取了许多兄弟院校计算机控制技术教材的优点，得到了许多老师的 帮助，在此一并表示感谢。由于编者水平有限，错误和不足之处在所难免，敬请同行和读者批评指正。
作者简介
暂缺《计算机控制技术》作者简介
目录
第1章计算机控制系统概述
11自动控制系统的工作原理
111自动控制的任务
112反馈控制系统的工作原理
113反馈控制系统的组成
114自动控制系统的类型
12对控制系统的基本要求
121控制系统的典型外作用函数
122闭环控制系统的过渡过程
123闭环控制系统的控制指标
124计算机控制系统的综合控制指标
13计算机控制系统的组成和分类
131计算机控制系统的一般概念
132计算机控制系统的硬件组成
133计算机控制系统的软件组成
134计算机控制系统的分类
小结
习题
第2章连续控制系统的数学模型和传递函数分析法
2.1被控对象特性的类型
2.1.1有自衡非振荡过程的响应曲线
2.1.2无自衡非振荡过程的响应曲线
2.1.3有自衡振荡过程的响应曲线
2.1.4具有反向特性的过程的响应?擢?
2.2被控对象特性的一般分析
2.2.1放大系数K0
2.2.2时间常数T0
2.2.3时滞τ
2.3微分方程的建立
2.3.1建立系统微分方程的一般规律
2.3.2建立微分方程的步骤和方法
2.4拉氏变换和传递函数
2.4.1拉氏变换
2.4.2常用函数的拉氏变换表
2.4.3拉氏变换法则
2.4.4从微分方程到传递函数
2.4.5用拉氏反变换求系统或环节的输入响应
2.5方块图及其变换
2.5.1方块图
2.5.2方块图的等效变换
2.6控制系统的阶跃响应
2.6.1一阶系统的阶跃响应
2.6.2二阶系统的阶跃响应
2.7控制系统的稳定性和稳定判据
2.7.1稳定性的基本概念
2.7.2劳斯稳定判据
小结
习题
第3章传感器
3.1传感器概述
3.1.1传感器的作用及组成
3.1.2传感器分类
3.1.3对传感器的主要技术要求
3.1.4不同领域使用的传感器
3.1.5用于机器人的传感器
3.1.6家用设施中使用的传感器
3.1.7医疗卫生保健领域使用的主要传感器
3.2机械量传感器
3.2.1压电传感器
3.2.2电感式接近传感器
3.2.3光栅位移传感器
3.3热工量传感器
3.3.1集成温度传感器
3.3.2高分子材料湿度传感器
3.3.3涡流流量传感器
3.4光传感器
3.4.1光电式传感器
3.4.2红外光传感器
3.4.3紫外线传感器
3.5其他传感器
3.5.1气敏传感器
3.5.2超声波传感器
3.5.3霍尔传感器
小结
习题
第4章执行器
4.1执行器概述
4.1.1执行器应具备的主要技术特征
4.1.2执行器的分类及特点
4.2气动执行器
4.2.1气动执行器的基本结构和工作原理
4.2.2气动执行器与计算机的连接
4.3电动执行器
4.3.1伺服电动机
4.3.2步进电机
4.3.3调节阀
4.3.4电磁阀
4.3.5固态继电器
4.4液压执行器
4.5防火、防爆和手动/自动、无扰动切换
4.5.1防爆栅
4.5.2手动/自动、无扰动切换
小结
习题
第5章计算机测量控制系统输入/输出技术
5.1模拟量输入通道
5.1.1输入信号的处理
5.1.2模拟多路开关
5.1.3程控增益放大器
5.1.4采样和采样定理
5.1.5A/D转换器和微处理器的连接
5.2模拟量输出通道
5.2.1模拟量输出通道的结构形式
5.2.2单片D/A转换器和CPU的连接
5.2.3D/A转换器的输出方式
5.2.4D/A转换模板的通用性
5.3开关量输入/输出通道
5.3.1数字量输入接口
5.3.2数字量输出通道
小结
习题
第6章数据处理技术
6.1数字滤波
6.1.1惯性滤波法
6.1.2算术平均滤波法
6.1.3加权平均滤波法
6.1.4中值滤波法
6.1.5防脉冲干扰平均值法 （复合滤波法）
6.1.6滑动平均滤波法
6.1.7程序判断滤波法
6.2标度变换与线性化处理
6.2.1标度变换
6.2.2线性化处理
6.3查表技术
6.3.1顺序查表法
6.3.2折半查表法
6.3.3计算查表法
6.4报警处理
6.4.1越限报警处理
6.4.2声、光和语音报警
小结
习题
第7章微机测控系统抗干扰技术
7.1干扰的来源和传播途径
7.1.1干扰的种类
7.1.2干扰传播途径
7.2干扰抑制的基本原则
7.3干扰抑制技术
7.3.1电源系统的抗干扰措施
7.3.2接地系统的抗干扰措施
7.3.3I/O接口的抗干扰措施
7.3.4输入/输出传输线的抗干扰措施
7.3.5静电和电磁干扰的抑制
7.3.6软件抗干扰措施
小结
习题
第8章数字PID控制
8.1数字PID控制算法
8.1.1连续控制系统的PID控制规律
8.1.2位置式PID算式
8.1.3增量式PID算式
8.1.4PID程序设计时应考虑的若干问题
8.2积分饱和及其抑制
8.2.1积分饱和的原因及其影响
8.2.2积分饱和的抑制
8.3数字PID算法的改进
8.3.1实际微分PID算式
8.3.2带死区的PID算式
8.3.3给定值突变时的改进算法
8.3.4砰砰——PID复合控制
8.4PID调节器参数的整定与在线修改
8.4.1扩充临界比例度法
8.4.2PID参数的在线修改
小结
习题
第9章复杂控制系统
9.1串级控制
9.1.1串级控制原理及优点
9.1.2串级控制系统的确定
9.2比值控制
9.2.1单闭环比值控制
9.2.2双闭环比值控制
9.2.3变比值控制系统
9.2.4串级比值控制系统
9.3前馈控制
9.3.1前馈控制是按扰动进行的开环控制
9.3.2完全补偿的条件
9.3.3前馈反馈控制系统
小结
习题
第10章可编程序控制器
10.1PLC的工作原理与硬件组成
10.1.1PLC的基本组成部件
10.1.2可编程序控制器的特点
10.1.3可编程序控制器的应用
10.1.4PLC的工作原理
10.1.5PLC的硬件
10.2PLC的编程语言及软件设计
10.2.1梯形图编程语言
10.2.2顺序功能图编程
10.3可编程序控制器控制注塑机
10.3.1注塑机的工艺流?酞í?
10.3.2确定I/O点及分配I/O地址
10.3.3控制系统梯形图
10.3.4梯形图指令表
小结
习题
第11章集散系统和CIMS系统简介
11.1集散系统
11.1.1系统的主要特点
11.1.2基本组成部件
11.1.3DCS的结构特点
11.1.4DCS的体系结构
11.1.5典型DCS系统简介
11.2计算机集成制造系统(CIMS)简介
11.2.1CIMS追求生产活动的整体优化
11.2.2CIMS的组成
11.2.3CIMS的基础技术
11.2.4CIMS结构
小结
习题
第12章微机测控系统使用的先进单片机
12.1PIC系列单片机
12.1.1PIC单片机的主要特点
12.1.2PIC系列单片机的性能及命名规则
12.1.3PIC单片机的RISC指令系统
12.1.4PIC单片机应用系统开发
12.2Motorola系列单片机
12.2.1Motorola系列单片机的性能及命名规则
12.2.2Motorola系列单片机的主要特点
12.2.3Motorola系列单片机的指令系统及特点
12.2.4Motorola系列单片机应用系统开发
小结
习题
第13章微机测控系统实例
13.1带LED显示和4×4键盘的4通道电压表
13.1.1系统硬件电路
13.1.2程序框图
13.1.3参考程序
13.2电饭煲的模糊控制
13.2.1烧饭的工艺过程
13.2.2硬件电路
13.2.3软件设计
13.3高档PLC电厂输煤程控系统
13.3.1系统要求
13.3.2PLC选择
13.3.3系统结构
13.3.4上位机
13.3.5系统组态图
13.4数控机床
13.4.1车床数字控制器的主要任务
13.4.2逐点比较法插补原理
13.4.3数字控制中其他一些重要概念
13.5锅炉微机控制系统
13.5.1锅炉工艺流程简介
13.5.2锅炉微机控制的任务及实现
13.5.3系统硬件配置
13.5.4系统软件
小结
习题
参考文献`
11自动控制系统的工作原理
111自动控制的任务
112反馈控制系统的工作原理
113反馈控制系统的组成
114自动控制系统的类型
12对控制系统的基本要求
121控制系统的典型外作用函数
122闭环控制系统的过渡过程
123闭环控制系统的控制指标
124计算机控制系统的综合控制指标
13计算机控制系统的组成和分类
131计算机控制系统的一般概念
132计算机控制系统的硬件组成
133计算机控制系统的软件组成
134计算机控制系统的分类
小结
习题
第2章连续控制系统的数学模型和传递函数分析法
2.1被控对象特性的类型
2.1.1有自衡非振荡过程的响应曲线
2.1.2无自衡非振荡过程的响应曲线
2.1.3有自衡振荡过程的响应曲线
2.1.4具有反向特性的过程的响应?擢?
2.2被控对象特性的一般分析
2.2.1放大系数K0
2.2.2时间常数T0
2.2.3时滞τ
2.3微分方程的建立
2.3.1建立系统微分方程的一般规律
2.3.2建立微分方程的步骤和方法
2.4拉氏变换和传递函数
2.4.1拉氏变换
2.4.2常用函数的拉氏变换表
2.4.3拉氏变换法则
2.4.4从微分方程到传递函数
2.4.5用拉氏反变换求系统或环节的输入响应
2.5方块图及其变换
2.5.1方块图
2.5.2方块图的等效变换
2.6控制系统的阶跃响应
2.6.1一阶系统的阶跃响应
2.6.2二阶系统的阶跃响应
2.7控制系统的稳定性和稳定判据
2.7.1稳定性的基本概念
2.7.2劳斯稳定判据
小结
习题
第3章传感器
3.1传感器概述
3.1.1传感器的作用及组成
3.1.2传感器分类
3.1.3对传感器的主要技术要求
3.1.4不同领域使用的传感器
3.1.5用于机器人的传感器
3.1.6家用设施中使用的传感器
3.1.7医疗卫生保健领域使用的主要传感器
3.2机械量传感器
3.2.1压电传感器
3.2.2电感式接近传感器
3.2.3光栅位移传感器
3.3热工量传感器
3.3.1集成温度传感器
3.3.2高分子材料湿度传感器
3.3.3涡流流量传感器
3.4光传感器
3.4.1光电式传感器
3.4.2红外光传感器
3.4.3紫外线传感器
3.5其他传感器
3.5.1气敏传感器
3.5.2超声波传感器
3.5.3霍尔传感器
小结
习题
第4章执行器
4.1执行器概述
4.1.1执行器应具备的主要技术特征
4.1.2执行器的分类及特点
4.2气动执行器
4.2.1气动执行器的基本结构和工作原理
4.2.2气动执行器与计算机的连接
4.3电动执行器
4.3.1伺服电动机
4.3.2步进电机
4.3.3调节阀
4.3.4电磁阀
4.3.5固态继电器
4.4液压执行器
4.5防火、防爆和手动/自动、无扰动切换
4.5.1防爆栅
4.5.2手动/自动、无扰动切换
小结
习题
第5章计算机测量控制系统输入/输出技术
5.1模拟量输入通道
5.1.1输入信号的处理
5.1.2模拟多路开关
5.1.3程控增益放大器
5.1.4采样和采样定理
5.1.5A/D转换器和微处理器的连接
5.2模拟量输出通道
5.2.1模拟量输出通道的结构形式
5.2.2单片D/A转换器和CPU的连接
5.2.3D/A转换器的输出方式
5.2.4D/A转换模板的通用性
5.3开关量输入/输出通道
5.3.1数字量输入接口
5.3.2数字量输出通道
小结
习题
第6章数据处理技术
6.1数字滤波
6.1.1惯性滤波法
6.1.2算术平均滤波法
6.1.3加权平均滤波法
6.1.4中值滤波法
6.1.5防脉冲干扰平均值法 （复合滤波法）
6.1.6滑动平均滤波法
6.1.7程序判断滤波法
6.2标度变换与线性化处理
6.2.1标度变换
6.2.2线性化处理
6.3查表技术
6.3.1顺序查表法
6.3.2折半查表法
6.3.3计算查表法
6.4报警处理
6.4.1越限报警处理
6.4.2声、光和语音报警
小结
习题
第7章微机测控系统抗干扰技术
7.1干扰的来源和传播途径
7.1.1干扰的种类
7.1.2干扰传播途径
7.2干扰抑制的基本原则
7.3干扰抑制技术
7.3.1电源系统的抗干扰措施
7.3.2接地系统的抗干扰措施
7.3.3I/O接口的抗干扰措施
7.3.4输入/输出传输线的抗干扰措施
7.3.5静电和电磁干扰的抑制
7.3.6软件抗干扰措施
小结
习题
第8章数字PID控制
8.1数字PID控制算法
8.1.1连续控制系统的PID控制规律
8.1.2位置式PID算式
8.1.3增量式PID算式
8.1.4PID程序设计时应考虑的若干问题
8.2积分饱和及其抑制
8.2.1积分饱和的原因及其影响
8.2.2积分饱和的抑制
8.3数字PID算法的改进
8.3.1实际微分PID算式
8.3.2带死区的PID算式
8.3.3给定值突变时的改进算法
8.3.4砰砰——PID复合控制
8.4PID调节器参数的整定与在线修改
8.4.1扩充临界比例度法
8.4.2PID参数的在线修改
小结
习题
第9章复杂控制系统
9.1串级控制
9.1.1串级控制原理及优点
9.1.2串级控制系统的确定
9.2比值控制
9.2.1单闭环比值控制
9.2.2双闭环比值控制
9.2.3变比值控制系统
9.2.4串级比值控制系统
9.3前馈控制
9.3.1前馈控制是按扰动进行的开环控制
9.3.2完全补偿的条件
9.3.3前馈反馈控制系统
小结
习题
第10章可编程序控制器
10.1PLC的工作原理与硬件组成
10.1.1PLC的基本组成部件
10.1.2可编程序控制器的特点
10.1.3可编程序控制器的应用
10.1.4PLC的工作原理
10.1.5PLC的硬件
10.2PLC的编程语言及软件设计
10.2.1梯形图编程语言
10.2.2顺序功能图编程
10.3可编程序控制器控制注塑机
10.3.1注塑机的工艺流?酞í?
10.3.2确定I/O点及分配I/O地址
10.3.3控制系统梯形图
10.3.4梯形图指令表
小结
习题
第11章集散系统和CIMS系统简介
11.1集散系统
11.1.1系统的主要特点
11.1.2基本组成部件
11.1.3DCS的结构特点
11.1.4DCS的体系结构
11.1.5典型DCS系统简介
11.2计算机集成制造系统(CIMS)简介
11.2.1CIMS追求生产活动的整体优化
11.2.2CIMS的组成
11.2.3CIMS的基础技术
11.2.4CIMS结构
小结
习题
第12章微机测控系统使用的先进单片机
12.1PIC系列单片机
12.1.1PIC单片机的主要特点
12.1.2PIC系列单片机的性能及命名规则
12.1.3PIC单片机的RISC指令系统
12.1.4PIC单片机应用系统开发
12.2Motorola系列单片机
12.2.1Motorola系列单片机的性能及命名规则
12.2.2Motorola系列单片机的主要特点
12.2.3Motorola系列单片机的指令系统及特点
12.2.4Motorola系列单片机应用系统开发
小结
习题
第13章微机测控系统实例
13.1带LED显示和4×4键盘的4通道电压表
13.1.1系统硬件电路
13.1.2程序框图
13.1.3参考程序
13.2电饭煲的模糊控制
13.2.1烧饭的工艺过程
13.2.2硬件电路
13.2.3软件设计
13.3高档PLC电厂输煤程控系统
13.3.1系统要求
13.3.2PLC选择
13.3.3系统结构
13.3.4上位机
13.3.5系统组态图
13.4数控机床
13.4.1车床数字控制器的主要任务
13.4.2逐点比较法插补原理
13.4.3数字控制中其他一些重要概念
13.5锅炉微机控制系统
13.5.1锅炉工艺流程简介
13.5.2锅炉微机控制的任务及实现
13.5.3系统硬件配置
13.5.4系统软件
小结
习题
参考文献`
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