計算機控制系統(tǒng)

1 計算機控制系統(tǒng)概論(1)
1.1 計算機控制系統(tǒng)分類(1)
1.1.1 典型的計算機控制系統(tǒng)(1)
1.1.2 計算機控制系統(tǒng)分類(4)
1.1.3 計算機控制系統(tǒng)的特點(9)
1.2 計算機控制系統(tǒng)原理和組成(9)
1.2.1 計算機控制系統(tǒng)基本原理(10)
1.2.2 計算機控制系統(tǒng)的硬件組成(11)
1.2.3 計算機控制系統(tǒng)的軟件組成(13)
1.3 計算機控制系統(tǒng)的性能及其指標(biāo)(13)
1.3.1 計算機控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)(13)
1.3.2 控制對象對控制性能的影響(14)
1.3.3 控制系統(tǒng)的工業(yè)控制機特點(15)
1.4 計算機控制的發(fā)展與展望(16)
1.4.1 現(xiàn)代計算機控制系統(tǒng)概論(16)
1.4.2 新型控制策略與計算機控制系統(tǒng)(17)
1.4.3 計算機控制系統(tǒng)軟件技術(shù)的新發(fā)展(19)
1.4.4 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(20)
思考題和習(xí)題(22)
2 過程輸入輸出通道技術(shù)(23)
2.1 過程輸入輸出通道概述(23)
2.1.1 模擬量輸入通道的一般結(jié)構(gòu)(23)
2.1.2 模擬量輸出通道的基本結(jié)構(gòu)(24)
2.1.3 開關(guān)量(數(shù)字量)輸入通道的基本結(jié)構(gòu)(24)
2.1.4 開關(guān)量(數(shù)字量)輸出通道的基本結(jié)構(gòu)(25)
2.2 數(shù)字量輸入輸出通道(25)
2.2.1 數(shù)字量輸入輸出接口技術(shù)(25)
2.2.2 數(shù)字量輸入通道(26)
2.2.3 數(shù)字量輸出通道(28)
2.3.模擬量輸出通道(29)
2.3.1 D/A轉(zhuǎn)換器概述(29)
2.3.2 常用D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)(31)
2.3.3 D/A轉(zhuǎn)換模板(35)
2.4 模擬量輸入輸出通道(38)
2.4.1 模擬量輸入通道中的信號變換(38)
2.4.2 A/D轉(zhuǎn)換器(39)
2.4.3 常用A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)(42)
2.4.4 A/D轉(zhuǎn)換模板(47)
2.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實例(51)
2.5.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成及基本功能(51)
2.5.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計舉例(52)
思考題和習(xí)題(56)
3 數(shù)字控制器的設(shè)計(57)
3.1 概述(57)
3.1.1 模擬化設(shè)計方法(58)
3.1.2 離散化設(shè)計方法(58)
3.1.3 兩種方法的比較(58)
3.2 模擬控制器的離散化(59)
3.2.1 Z變換法(59)
3.2.2 帶有零階保持器的Z變換法(60)
3.2.3 差分變換法(60)
3.2.4 雙線性變換法(61)
3.2.5 各種離散化方法的比較(63)
3.3 數(shù)字PID控制(64)
3.3.1 理想微分PID控制(64)
3.3.2 實際微分PID控制(65)
3.3.3 控制算法實施中的具體問題(69)
3.4 數(shù)字PID控制算式的改進(73)
3.4.1 微分先行(73)
3.4.2 帶死區(qū)的PID算法(73)
3.4.3 積分分離PID算法(74)
3.4.4 IPD算法(75)
3.5 數(shù)字PID參數(shù)整定方法(75)
3.5.1 PID控制器參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響(76)
3.5.2 采樣周期T的選擇(76)
3.5.3 控制規(guī)律的選擇(78)
3.5.4 擴充比例度法(78)
3.5.5 擴充響應(yīng)曲線法（動態(tài)特性法）(80)
3.5.6 衰減曲線法(80)
3.5.7 數(shù)字PID的變參數(shù)整定(80)
3.5.8 數(shù)字PID參數(shù)的最優(yōu)整定(81)
3.6 數(shù)字控制器的直接設(shè)計方法(83)
3.6.1 最少拍隨動系統(tǒng)設(shè)計(83)
3.6.2 最少拍無紋波隨動系統(tǒng)的設(shè)計(86)
3.6.3 大林控制算法(89)
3.7 數(shù)字控制器的計算機實現(xiàn)(94)
3.7.1 直接型（Ⅰ）(94)
3.7.2 直接型（Ⅱ）(95)
3.7.3 串聯(lián)型實現(xiàn)(96)
3.7.4 并聯(lián)型的實現(xiàn)(98)
3.7.5 控制算法實現(xiàn)舉例(99)
3.7.6 控制算法的程序?qū)崿F(xiàn)(100)
思考題和習(xí)題(102)
4 工業(yè)控制計算機組成概述(103)
4.1 工業(yè)控制計算機及發(fā)展演變(103)
4.1.1 工業(yè)控制計算機的組成結(jié)構(gòu)及特點(103)
4.1.2 工業(yè)控制機總線結(jié)構(gòu)(106)
4.1.3 工業(yè)控制機進展(117)
4.2 總線工控機產(chǎn)品(119)
4.2.1 IPC工業(yè)控制機(119)
4.2.2 外圍接口部件(123)
4.2.3 工業(yè)控制系統(tǒng)中的人-機接口技術(shù)(127)
4.2.4 嵌入式PC機(131)
4.2.5 ADAM5510“嵌入式”控制器(137)
4.3 可編程邏輯控制器（PLC）(142)
4.3.1 PLC發(fā)展及工控特點(142)
4.3.2 PLC產(chǎn)品概覽(145)
4.3.3 西門子(SIEMENS)可編程控制器(145)
4.4 硬件系統(tǒng)集成應(yīng)用(151)
4.4.1 硬件組態(tài)集成概述(151)
4.4.2 系統(tǒng)集成舉例(153)
思考題和習(xí)題(157)
5 控制系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(158)
5.1.工控機軟件組成(158)
5.1.1 系統(tǒng)軟件(158)
5.1.2 開發(fā)工具軟件(161)
5.1.3 應(yīng)用軟件(165)
5.2 控制環(huán)節(jié)的軟件思路(166)
5.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用(166)
5.2.2 測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)(170)
5.2.3 數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)(174)
5.2.4 系統(tǒng)的有限字長數(shù)值問題(175)
5.2.5 軟件抗干擾技術(shù)(178)
5.3 控制環(huán)節(jié)程序范例(181)
5.3.1 標(biāo)度變換程序(181)
5.3.2 數(shù)字濾波程序(183)
5.3.3 數(shù)字PID算法程序(184)
5.3.4 串行通信程序(189)
5.4 監(jiān)控組態(tài)軟件(193)
5.4.1 概述(193)
5.4.2 組態(tài)軟件的功能簡介(193)
5.4.3 世紀(jì)星組態(tài)軟件簡介(195)
5.4.4 組態(tài)軟件應(yīng)用(198)
思考題和習(xí)題(200)
6 計算機控制策略與實現(xiàn)(201)
6.1 串級控制(201)
6.2 前饋控制(202)
6.2.1 基本概念(202)
6.2.2 應(yīng)用的舉例(206)
6.3 大純滯后控制(208)
6.3.1 Smith預(yù)估時間補償(209)
6.3.2 純滯后采樣控制(211)
6.4 計算指標(biāo)控制(214)
6.5 超馳控制系統(tǒng)(217)
6.6 Bang-Bang控制(218)
6.6.1 概念(218)
6.6.2 開關(guān)曲線(219)
6.6.3 雙模調(diào)節(jié)(221)
6.7 預(yù)測控制(223)
6.7.1 預(yù)測控制的結(jié)構(gòu)形式(223)
6.7.2 模型算法控制(224)
6.7.3 動態(tài)矩陣控制(226)
6.7.4 預(yù)測控制的性質(zhì)(232)
思考題和習(xí)題(233)
7 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)(234)
7.1 控制系統(tǒng)的工程設(shè)計方法(234)
7.1.1 系統(tǒng)設(shè)計的原則(234)
7.1.2 工程項目的確定(236)
7.1.3 工程項目的設(shè)計(237)
7.1.4 項目仿真與調(diào)試(238)
7.2 控制系統(tǒng)可靠性技術(shù)(239)
7.2.1 工業(yè)控制機的可靠性措施(239)
7.2.2 控制系統(tǒng)的抗干擾措施(241)
7.2.3 軟件設(shè)計的可靠性措施(245)
7.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)(246)
7.3.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(246)
7.3.2 硬件的工程設(shè)計與實現(xiàn)(247)
7.3.3 軟件的工程設(shè)計與實現(xiàn)(249)
7.3.4 系統(tǒng)的調(diào)試與運行(252)
7.4 控制系統(tǒng)經(jīng)濟式設(shè)計與實現(xiàn)范例(255)
7.4.1 概述(255)
7.4.2 方案設(shè)計(255)
7.4.3 硬軟件設(shè)計與調(diào)試(256)
7.5 控制系統(tǒng)集成式設(shè)計與實現(xiàn)范例(260)
7.5.1 范例對象描述與需求分析(261)
7.5.2 方案設(shè)計系統(tǒng)集成(262)
思考題和習(xí)題(268)
8 網(wǎng)絡(luò)集成式分散控制系統(tǒng)(269)
8.1 數(shù)據(jù)通信與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)(269)
8.1.1 概述(269)
8.1.2 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與通信協(xié)議(271)
8.1.3 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)收發(fā)控制方式(274)
8.1.4 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能評價和選型(274)
8.2 集散控制系統(tǒng)(276)
8.2.1 DCS概述(276)
8.2.2 DCS的分散過程控制級(280)
8.2.3 DCS的集中操作監(jiān)控級(282)
8.2.4 DCS的綜合信息管理級(282)
8.2.5 TDCS3000集散控制系統(tǒng)簡介(284)
8.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(285)
8.3.1 現(xiàn)場總線概述(285)
8.3.2 FCS體系結(jié)構(gòu)(290)
8.4 移動式混凝土廠拌設(shè)備FCS系統(tǒng)實例(292)
8.4.1 概述(292)
8.4.2 現(xiàn)場測控儀表設(shè)計與實現(xiàn)(294)
8.4.3 控制系統(tǒng)及上位機設(shè)計(297)
8.4.4 混凝土站網(wǎng)絡(luò)集成式控制管理系統(tǒng)(299)
思考題和習(xí)題(300)
有關(guān)計算機控制系統(tǒng)的網(wǎng)站地址(301)
參考文獻(303)