计算机控制：基础·技术·工具·实例

　　全书由五个主要部分构成。基础篇是对计算机控制相关基础知识的系统归纳和深化，尤其针对一些跨课程、易混淆的重要概念之间的关系加以澄清；技术篇主要介绍计算机控制的实现技术（过程通道；控制算法与数据处理；网络）和支撑技术（可靠性）；工具篇介绍模块化、图形化的计算机控制系统开发、仿真、测试、运行平台；实例篇包括可编程控制器系统、嵌入式系统、机电一体化、综合自动化与分布式控制等领域的综合实例；附录篇包括计算机控制相关的术语表、数学和误差理论基础、常用信息资源以及常用芯片资料等内容。本书可作为自动化、电子、电气工程、计算机、机电一体化等专业计算机控制类课程（如计算机控制、微机控制、单片机控制、PLC控制、DCS、FCS等）的本、专科教材，以及过程控制、机电控制、嵌入式系统等课程和综合设计的参考书，也可供相关领域工程、技术、管理、维护人员作技术参考。

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第一篇 基础篇
第1章 引言
1.1   可能会面对什么样的计算机控制问题
1.1.1  引例：智能建筑（或小区）照明监控系统
1.1.2  计算机控制问题域分析
1.2   如何使用本书
1.3   小结与进一步学习指南
第2章 控制基础
2.1   控制的基本概念
2.1.1  控制的基本概念
2.1.2  引例：液位控制
2.2   几组重要概念
2.2.1  控制器与控制算法
2.2.2  PID控制
2.3   现代控制与智能控制
2.3.1  控制结构
2.3.2  几种常用的多控制器结构
2.4   分层控制与分布式控制
2.4.1  采样系统理论基础
2.4.2  脉冲传递函数
2.4.3  采样系统的稳定性与动态响应分析
2.4.4  连续域间设计——数字PID的实现
2.4.5  离散域直接设计法简介
2.5   小结与进一步学习指南
第3章 计算机基础
3.1   计算机的基本概念
3.1.1  计算机理论的三个层次：体系结构、组成、实现；冯·诺依曼结构
3.1.2  微机系统三个层次：微处理器、微机、微机系统
3.1.3  两类指令集：RISC，CISC
3.1.4  两种存储空间配置方式：普林斯顿结构、哈佛结构
3.1.5  多板机、单板机、单片机、通用机、专用机、嵌入式系统
3.1.6  与连接相关的概念：数据通信，接口，端口、过程通道，总线，网络
3.1.7  计算机与外设 数据传送方式
3.1.8  JTAG，系统重构、系统内可重构，静态重构、动态重构，LAP，ISP
3.1.9  其他常用概念
3.2   MCU类计算机
3.2.1  MCU概述
3.2.2  MCU的选择与应用
3.2.3  ARM简介
3.3   DSP简介
3.3.1  DSP概述
3.3.2  DSP的选择与应用
3.4   可编程ASIC简介
3.5   小结与进一步学习指南
第4章 传感器与执行元件基础
4.1   传感器基础
4.1.1  传感器概述
4.1.2  常用传感器的选择与应用
4.2   执行元件基础
4.2.1  执行元件概述
4.2.2  常用执行元件的选择与应用
4.3   小结与进一步学习指南
习题与思考题一
第二篇 技术篇
第5章 过程通道技术
5.1   过程通道的基本概念
5.1.1  过程通道的信号种类
5.1.2  过程通道的编址方式与地址译码技术
5.1.3  过程通道是路设计应考虑的典型问题
5.1.4  多通道的结构方案与器件复用
5.2   数字量输入输出通道
5.2.1  概述
5.2.2  数字量输入通道
5.2.3  数字量输出通道
5.3   模拟量输入通道
5.3.1  模拟量输入通道的构成
5.3.2  模拟小信号放大电路及采样保持电路
5.3.3  ADC的选型与使用
5.4   模拟量输出通道
5.4.1  模拟量输出通道的构成
5.4.2  DAC的选型与使用
5.5   小结与进一步学习指南
第6章 数据处理技术
6.1   数字滤波
6.1.1  中值滤波
6.1.2  平均值波波
6.1.3  程序判断滤波
6.1.4  一阶惯性滤波
6.1.5  滤波方法的比较与选择
6.2   标度变换
6.2.1  标度变换的定义
6.2.2  标度变换的方法
6.3   线性化
6.3.1  公式计算法
6.3.2  查表法
6.3.3  插值法
6.4   小结与进一步学习指南
第7章 控制网络技术
7.1   网络基础
7.1.1  基本概念
7.1.2  常用的网络体系结构模型
7.1.3  信息网与控制网
7.2   现场总线技术
7.2.1  现场总线技术简介
7.2.2  有代表性的现场总线解决解决方案
7.3   工业以太网
7.3.1  工业以太网简介
7.3.2  有代表性的工业以太网解决方案
7.4   小结与进一步学习指南
第8章 可靠性技术
8.1   可靠性的基本概念
8.1.1  可靠性指标
8.1.2  可靠性模型
8.1.3  可靠性设计的基本内容
8.1.4  计算机控制系统干扰分析
8.2   电子系统硬件可靠性技术简介
8.2.1  接地技术
8.2.2  EMC与屏蔽技术
8.2.3  PCB相关技术
8.3   小结与进一步学习指南
习题与思考题二
第三篇 工具篇
第9章 数据自理与仿真工具
9.1   控制系统的仿真
9.1.1  控制系统仿真的概念
9.1.2  控制系统仿真的分类
9.1.3  控制系统仿真的过程
9.2   MATLAB简介
9.2.1  MATLAB数据处理功能简介
9.2.2  MATLAB绘图功能简介
9.2.3  MATLAB程序设计入门
9.2.4  SIMULINK仿真环境
9.2.5  MATLAB工具箱简介
9.3   MATLAB在控制中的应用实例
9.3.1  线性控制系统校正
9.3.2  现代控制与智能控制实例
9.4   小结与进一步学习指南
第10章 其他常用工具简介
10.1  组态软件简介
10.1.1 组态软件概述
10.1.2 PCAuto简介
10.2  虚拟仪器简介
10.2.1 虚拟仪器概述
10.2.2 LabVIEW简介
10.3  小结与进一步学习指南
习题与思考题三
第四篇 实例篇
第11章 可编程序控制器系统专题
11.1   可编程序控制器简介
11.1.1 PLC概述
11.1.2 PLC的分类与选择
11.2   可编程控制器的程序设计
11.2.1 程序设计语言
11.2.2 PLC程序设计的一般过程
11.3   可编程序控制器系统实例
11.3.1 基于PLC的DDC
11.3.2 基于PLC的SCC
第12章 嵌入式系统专题
12.1  嵌入式系统开发大门
12.1.1 总体设计
12.1.2 软件设计
12.1.3 系统调试
12.2  嵌入式控制产品设计实例
12.2.1 基于现场总线的智能数据采集器
12.2.2 基于可编程器件的简易逻辑分析仪
第13章 机电一体化专题
13.1  基于MCU的直流电机调速
13.1.1 器件的选用
13.1.2 功能分配
13.1.3 系统框图
13.1.4 MCU和CPLD的程序说明
13.1.5 PCB的设计
13.1.6 设计小结
13.2  机器人
13.2.1 概述
13.2.2 典型的工业机器人——PUMA560
13.2.3 典型的移动服务机器人——TUTE03-A
13.2.4 典型的遥操作机器人——TTRP-01
13.2.5 典型的教育机器人——派尔博（PLABO）机器人平台
13.3  数控机床及其应用
13.3.1 数控机床基础
13.3.2 现代机械制造系统
第14章 综合自动化与分布式控制专题
14.1  CMIS的基本概念及典型实例
14.1.1 CIMS的基本概念
14.1.2 流程工业CIMS的典型解决方案
14.2  流程工业综合自动化的基本概念及典型实例
14.3  第四代DCS的基本概念及典型实例
14.3.1 第四代DCS的基本概念
14.3.2 HOLLiAS工业工程控制系统
14.4  基于智能微节点的无线传感器网络
14.4.1 基于智能微节点的无线传感器网络的基本概念
14.4.2 传感器网络系统和智能微节点的结构
14.4.3 基于智能微节点的无线传感器网络的价值和影响
附录篇
附录A 术语表
附录B 常用数学公式
B1 拉普拉斯（Laplace）变换
B1.1 拉普拉斯变换与拉普拉斯反变换的定义
B1.2 拉氏变换的性质
B1.3 拉氏反变换的方法
B2 z变换
B2.1 z变换与z反变换的定义
B2.2 z变换的性质
B2.3 z变换的计算方法
B2.4 z反变换的计算方法
B3 常用拉氏变换与z变换对照表
附录C 误差与不确定度的基本概念
C1 误差的基本概念
C1.1 绝对误差
C1.2 相以误差
C1.3 误差的分类
C2 测量不确定度
C2.1 测量不确定度与测量误差
C2.2 测量不确定度的评定
C3 误差积分准则
C3.1 IE准则
C3.2 IAE准则
C3.3 ISE准则
C3.4 ITAE准则与ITSE准则
附录D 常用信息资源
D1 常用网络资源
D2 常用杂志
D2.1 常用英文杂志
D2.2 常用中文核心期刊名录
附录E 常用封装和器件
E1 常用封装
E2 几个常用芯片的管脚图
E3 常用热电偶的主要性能与使用环境
参考文献
综合类
现代控制与智能控制相关
传感器与执行元件相关
计算机相关
网络相关
可靠性相关
控制软件相关
应用领域相关
误差与不确定度相关