计算机控制系统教程（微课视频版）

　　本书是作者在清华大学自动化系50多年教学和科研的总结，书中系统地论述了计算机控制系统的结构、原理、设计和应用，既有理论分析也有应用实例。全书共4篇，分别论述了直接数字控制系统（DDC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）和可编程控制器系统（PLC）。每篇层次分明，条理清晰，既自成体系又相互联系，体现了系统性、先进性、理论性和实用性。并且有与该书配套的可视化教学光盘，以及讲解书中重点和难点的音视频，既便于老师讲课，也利于读者自学。可视化教学光盘中既有PPT文件，也有实验演示视频文件，其特色是图文并茂、动静结合、一目了然，易敎易学。观看讲解书中重点和难点的音视频，相当于听作者讲课，生动活泼。本书是一种研发和应用、理论与实际相结合的敎材，既可以作为高等院校自动化专业、计算机控制专业及相关专业的教材，也可以供有关科技人员参考。

　　王锦标，男，1945年：，清华大学毕业留校任教，清华大学自动化系敎师，一直从事计算机控制系统的敎学和科研，在清华大学出版社出版5部著作

第1篇直接数字控制系统

第1章DDC系统的概述

1.1DDC系统的形成和发展

1.1.1DDC系统的形成

1.1.2DDC系统的发展

1.2DDC系统的体系结构

1.2.1DDC系统的硬件结构

1.2.2DDC系统的软件结构

1.2.3DDC系统的网络结构

本章小结

第2章DDC系统的控制算法

2.1数字PID控制算法的原理分析

2.1.1比例（P）控制算法

2.1.2比例积分（PI）控制算法

2.1.3比例微分（PD）控制算法

2.1.4比例积分微分（PID）控制算法

2.1.5比例积分微分（PID）控制算法的差分方程式

2.1.6实际微分PID控制算法

2.1.7PID控制算法中积分项的改进

2.1.8PID控制算法中微分项的改进

2.1.9PID控制算法中P和PI的改进

2.2数字PID控制算法的工程实现

2.2.1设定量处理

2.2.2被控量处理

2.2.3偏差处理

2.2.4PID计算

2.2.5控制量处理

2.2.6自动/手动切换

2.3数字PID控制算法的编程调试

2.3.1编程方法

2.3.2调试理想微分PID控制器的开环阶跃响应

2.3.3调试实际微分PID控制器的开环阶跃响应

2.3.4调试单回路PID控制的闭环阶跃响应

2.3.5调试串级PID控制的闭环阶跃响应

2.4数字PID控制算法的工程应用

2.4.1单回路PID控制系统

2.4.2串级PID控制系统

2.4.3前馈PID控制系统

2.4.4比值PID控制系统

2.5数字PID控制算法的参数整定

2.5.1衰减曲线法

2.5.2稳定边界法

2.5.3动态特性法

2.5.4控制周期的选取

本章小结

第3章DDC系统的硬件

3.1DDC系统的主机单元

3.1.1DDC系统的主机

3.1.2DDC系统的通信

3.2DDC系统的输入/输出单元

3.2.1模拟量输入

3.2.2模拟量输出

3.2.3数字量输入

3.2.4数字量输出

3.3DDC系统的人机接口单元

3.3.1通用人机接口设备

3.3.2专用人机接口设备

本章小结

第4章DDC系统的软件

4.1DDC系统的控制运算软件

4.1.1DDC系统的控制软件

4.1.2DDC系统的运算软件

4.2DDC系统的输入/输出软件

4.2.1DDC系统的输入软件

4.2.2DDC系统的输出软件

4.2.3DDC系统的输入/输出标准数

4.3DDC系统的人机接口软件

4.3.1DDC系统的操作显示软件

4.3.2DDC系统的操作管理软件

4.4DDC系统的监控组态软件

4.4.1DDC系统的监控组态软件的结构

4.4.2DDC系统的监控组态软件的应用

本章小结

第5章DDC系统的设计和应用

5.1DDC系统的设计

5.1.1DDC系统的设计原则

5.1.2DDC系统的设计过程

5.1.3DDC系统的设计方法

5.2DDC系统的应用

5.2.1DDC系统的应用设计

5.2.2DDC系统的应用实例

本章小结

第1篇小结

第1篇习题与思考题

第2篇集散控制系统

第6章DCS的概述

6.1DCS的产生和发展

6.1.1DCS的产生过程

6.1.2DCS的发展历程

6.1.3DCS的特点和优点

6.2DCS的体系结构

6.2.1DCS的层次结构

6.2.2DCS的网络结构

本章小结

第7章DCS的控制站

7.1DCS控制站的硬件

7.1.1DCS控制站的主控单元

7.1.2DCS控制站的输入/输出单元

7.2DCS控制站的软件

7.2.1DCS控制站的运算控制软件

7.2.2DCS控制站的输入/输出软件

本章小结

第8章DCS的操作员站

8.1DCS操作员站的硬件

8.1.1DCS操作员站的主机设备

8.1.2DCS操作员站的外部设备

8.2DCS操作员站的画面

8.2.1DCS操作员站的通用画面

8.2.2DCS操作员站的专用画面

8.2.3DCS操作员站的管理画面

本章小结

第9章DCS的工程师站

9.1DCS工程师站的组成

9.1.1DCS工程师站的硬件

9.1.2DCS工程师站的软件

9.2DCS工程师站的组态

9.2.1DCS系统设备的组态

9.2.2DCS控制功能的组态

9.2.3DCS操作画面的组态

本章小结

第10章DCS的应用设计

10.1DCS的应用设计概述

10.1.1DCS的应用设计目标

10.1.2DCS的应用性能评估

10.2DCS的应用设计实例

10.2.1DCS的应用工程设计

10.2.2DCS的应用工程实施

本章小结

第2篇小结

第2篇习题与思考题

第3篇现场总线控制系统

第11章FCS的概述

11.1现场总线和FCS的产生

11.1.1现场总线的产生

11.1.2FCS的产生

11.1.3FCS的特点和优点

11.2FCS的体系结构

11.2.1FCS的层次结构

11.2.2FCS的网络结构

本章小结

第12章FCS的现场总线

12.1低速现场总线

12.1.1FFH1

12.1.2HART

12.2中速现场总线

12.2.1PROFIBUS

12.2.2LON

12.3高速现场总线

12.3.1FFHSE

12.3.2PROFInet

本章小结

第13章FCS的现场控制层

13.1现场总线的设备

13.1.1现场总线仪表

13.1.2现场总线辅助设备

13.1.3现场总线接口

13.2现场总线仪表的应用块

13.2.1现场总线仪表的资源块

13.2.2现场总线仪表的变换块

13.2.3现场总线仪表的功能块

13.3现场总线控制回路的构成

13.3.1简单控制回路的构成

13.3.2复杂控制回路的构成

本章小结

第14章FCS的应用设计

14.1FCS的应用设计概述

14.1.1FCS应用的总体设计

14.1.2FCS应用的工程设计

14.1.3FCS应用的组态调试

14.2FCS的应用设计实例

14.2.1FCS的应用实例之一

14.2.2FCS的应用实例之二

本章小结

第3篇小结

第3篇习题与思考题

第4篇可编程控制器系统

第15章PLC的概述

15.1PLC的体系结构

15.1.1PLC的硬件结构

15.1.2PLC的软件结构

15.1.3PLC的层次结构

15.2PLC的功能和编程

15.2.1PLC的控制功能

15.2.2PLC的编程基础

15.2.3PLC的编程语言

本章小结

第16章PLC的指令系统

16.1PLC的指令系统概述

16.1.1PLC指令的结构

16.1.2PLC指令的操作符

16.1.3PLC指令的操作数

16.2S7系列PLC的指令系统

16.2.1S7系列PLC指令的基础

16.2.2S7系列PLC指令

16.3LK系列PLC的指令系统

16.3.1LK系列PLC指令的基础

16.3.2LK系列PLC指令

本章小结

第17章PLC的应用设计

17.1PLC的应用设计概述

17.1.1PLC的应用设计原则

17.1.2PLC的应用设计过程

17.2PLC的应用控制回路

17.2.1PLC的启停控制回路

17.2.2PLC的连锁控制回路

17.3PLC的应用设计实例

17.3.1十字路口交通信号灯的逻辑控制

17.3.2物料罐进料的顺序控制

本章小结

第4篇小结

第4篇习题与思考题

附录

参考文献