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第一章　计算机控制系统概述1

1-1　自动控制基本概念1

1-2　开环和闭环控制系统2

1-3　对控制系统的基本要求3

1-4　计算机控制系统6

1-5　计算机集成制造系统CIMS14

第二章　单片微机及软件设计18

2-1　单片微机简介18

2.1.1 8位单片机18

2.1.2 16位单片机23

2-2　MCS-51系列单片机25

2.2.1　MCS-51结构28

2.2.2　定时器/计数器31

2.2.3　串行接口33

2.2.4　中断系统36

2.2.5　MCS-51指令系统38

2.2.6　MCS-51系统扩展方法47

2-3　运算程序设计49

2.3.1　定点数运算49

2.3.2　浮点数运算57

2.3.3　数制转换63

2-4　单片微机常用数值方法67

2.4.1　代数插值67

2.4.2　函数逼近71

2.4.3　方程的根74

2.4.4　数值微分与数值积分75

2.4.5　常用函数计算方法77

2-5　数字滤波技术81

2.5.1　算术平均值法81

2.5.2　滑动平均值法81

2.5.3　防脉冲干扰平均值法82

2.5.4　低通数字滤波83

习题84

3-1　输入/输出通道结构85

3.1.1　输入通道85

第三章　输入/输出通道85

3.1.2　输出通道89

3-2　常用传感器90

3.2.1　温度传感器91

3.2.2　光敏传感器95

3.2.3　压敏传感器97

3 2.4　磁感传感器99

3.3.5　转速传感器100

3.2.6　其他传感器101

3-3　常用执行部件101

3.3.1　步进电机101

3.3.2　三相交流异步电机104

3.3.3　直流电动机104

3.3.4　可控硅105

3.3.5　电磁阀107

3-4　信号采样108

3.4.1　信号的采样108

3.4.2　量化和量化误差108

3.4.3　采样保持器110

3-5　数模转换器(D/A)113

3.5.1　数模转换器工作原理113

3.5.2　数模转换器的主要技术参数114

3.5.3　并行接口D/A转换器115

3.5.4　串行接口D/A转换器121

3.6.1　模数转换原理126

3-6　模数转换器(A/D)126

3.6.2　A/D转换器的主要技术参数127

3.6.3　并行接口A/D转换器128

3.6.4　串行接口A/D转换器135

3.6.5　双积分A/D转换器138

3.6.6　VFC电压频率转换器146

3-7　数据采集系统实例148

3.7.1　数据采集系统的组成148

3.7.2　数据采集系统的软件148

习题153

4-1　连续线性系统154

4.1.1　连续线性系统的数学描述154

第四章　计算机控制系统理论基础154

4.1.2　拉普拉斯变换157

4.1.3　传递函数161

4.1.4　方块图及其变换165

4-2　反馈控制系统简介171

4.2.1　反馈的作用171

4.2.2　控制系统的稳定性173

4.2.3　控制系统的稳态误差175

4.2.4　自动控制系统设计方法简介176

4-3　模拟PID控制178

4.3.1　比例调节器178

4.3.2　比例积分调节器(PI)179

4.3.4　PID调节器180

4.3.3　比例微分调节器(PD)180

4.3.5　常见过程对象的调节器的选型181

4-4　线性离散系统的数学描述182

4.4.1　离散时间信号182

4.4.2　线性常系数差分方程183

4.4.3　Z变换184

4.4.4　连续系统的离散化188

习题193

第五章　顺序控制与数字程序控制194

5-1　概述194

5-2　顺序控制194

5.2.1　顺序控制概念194

5.2.2　顺序控制系统的组成195

5.2.3　顺序控制器的软件设计方法199

5.2.4　顺序控制应用举例204

5-3　数字程序控制212

5.3.1　数字程序控制系统简介212

5.3.2　逐点比较插补法213

5.3.3　单片机数字程序控制系统实例221

5-4　可编程序控制器(PC)232

5.4.1　可编程序控制器结构和工作原理232

5.4.2　PC的编程语言233

5.4.3　PC的应用方法234

5.4.4　可编程控制器的设计239

习题240

第六章　数字控制器的设计241

6-1　PID控制规律的离散化设计241

6.1.1　PID控制规律的离散化241

6.1.2　PID控制规律的脉冲传递函数形式243

6.1.3　PID控制器的二阶工程设计法244

6-2　PID数字控制器算法的改进246

6.2.1　积分饱和及其防止方法246

6.2.2　数字PID控制微分作用的改进247

6.2.3　其他PID控制方法251

6.2.4　纯滞后的补偿算法251

6.3.1　PID控制程序设计253

6-3　PID控制程序设计和参数选择253

6.3.2　PID调节器参数选择255

6-4　数字控制器的直接设计方法258

6.4.1　数字控制器的基本设计方法259

6.4.2　最少拍有波纹计算机控制系统的设计260

6.4.3　最少拍无波纹计算机控制系统的设计263

6-5　数字控制器在计算机上的实现264

习题266

第七章　模糊逻辑控制268

7-1　模糊逻辑268

7.1.1　模糊数学基本概念268

7.1.2　模糊逻辑271

7-2　模糊逻辑控制方法273

7.2.1　模糊逻辑控制基本概念273

7.2.2　模糊子集隶属函数定义方法275

7.2.3　模糊化277

7.2.4　模糊推理281

7.2.5　非模糊化283

7-3　模糊推理器设计方法285

7.3.1　模糊推理器285

7.3.2　输入隶属函数及模糊化286

7.3.3　模糊推理规则和规则推理289

7.3.4　输出隶属函数和非模糊化292

7.3.5　Motorola公司模糊控制软件292

7.4.1　模糊控制系统设计方法298

7-4　模糊控制系统设计和应用298

7.4.2　反向摆控制系统305

7.4.3　通用模糊控制器307

7.4.4　模糊推理开发环境309

7-5　模糊控制系统的特点和发展315

7.5.1　模糊控制系统的特点315

7.5.2　模糊逻辑的应用316

7.5.3　模糊控制的发展317

7.5.4　模糊微控制器(FMC)320

习题323

8-1　控制系统设计的一般步骤324

第八章　单片微机控制系统设计324

8-2　实时多任务操作系统330

8.2.1　实时系统和中断处理330

8.2.2　实时操作系统简介331

8.2.3　实时任务调度332

8.2.4　任务通信控制336

8.2.5　实时时钟339

8.2.6　输入/输出和中断处理341

8.2.7　实时多任务操作系统环境下的应用软件设计方法344

8.2.8　1DCX51实时多任务操作系统347

8.2.9　其他单片微机实时多任务操作系统简介352

8-3　双闭环直流数字调速系统355

8.3.1　双闭环直流数字调速系统结构355

8.3.2　电流环和速度环控制算法356

8.3.3　可控硅触发控制358

8.3.4　控制器硬件结构360

8.3.5　控制器软件设计362

8-4　单片微机温度控制系统363

8.4.1　烘箱温度控制器结构363

8.4.2　烘箱控制方法364

8.4.3　烘箱模糊控制器硬件结构366

8.4.4　烘箱模糊控制器钦件结构368

习题370

第九章 多机控制系统371

9-1　多微机系统371

9.1.1　多微机系统结构372

9.1.2　多微机系统的连接和通信374

9-2　分级结构多机控制系统375

9.2.1　分级结构多机控制系统结构375

9.2.2　监控和管理计算机376

9.2.3　分级多机系统的通信377

9.2.4　典型分级计算机控制系统379

9-3　一种实用的分布式控制系统——BITBUS381

9.3.1　BITBUS结构381

9.3.2　BITBUS通信规程383

9.3.3　BITBUS固件387

9.3.4　BITBUS应用391

参考书目394