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第1章 概论1

1.1控制用微型计算机1

控制用微型计算机的类型1

控制用微型计算机的选用3

1.2微型计算机控制系统3

微机控制系统的组成3

微机控制系统的工作过程与方式4

微机控制系统的功能与特点5

微机控制系统的结构7

1.3微机控制技术的发展与作用10

控制理论与控制技术的发展10

微机控制技术的发展11

微机控制技术的作用11

微机控制技术的前景11

习题与思考题12

第2章 常用数据结构和数据处理13

2.1常用数据结构13

数据结构的基本概念13

控制系统的特殊数据结构20

2.2采样与数据处理22

采样周期的选择22

常用数据处理24

2.3数字滤波26

常用数字滤波方法27

数字滤波方法的选择29

习题与思考题29

第3章 微机控制系统与信号的数学描述30

3.1微机控制系统中的信号变换30

信号的采样与保持31

采样定理31

离散时间信号32

3.2线性定常离散系统的描述与差分方程33

线性定常离散系统的描述33

线性常系数差分方程34

应用迭代法求解差分方程34

3.3 Z变换及其应用35

Z变换定义35

Z变换方法36

Z逆变换42

应用Z变换求解差分方程45

3.4脉冲传递函数46

脉冲传递函数定义46

零阶保持器及其脉冲传递函数47

开环系统脉冲传递函数49

闭环系统脉冲传递函数50

习题与思考题53

第4章 运动控制技术54

4.1顺序控制54

顺序控制原理54

顺序控制系统特性55

专用顺序控制器设计55

通用顺序控制器的选用56

4.2程序控制56

程序控制原理56

逐点比较法直线插补57

逐点比较法圆弧插补59

运动控制芯片62

4.3可编程控制器63

PLC的主要功能与特点63

PLC的结构与工作原理64

PLC常用编程语言67

PLC的选用70

4.4直流电动机控制71

直流电动机调速原理72

直流电动机不可逆PWM系统74

直流电动机可逆PWM系统75

专用运动控制处理器79

4.5交流异步电动机控制81

交流异步电动机变频调速原理81

变频调速的机械特性及其补偿86

SPWM波发生器及其应用87

矢量控制与直接转矩控制88

4.6步进电动机控制91

反应式步进电动机的结构和工作原理91

步进电动机的工作方式93

步进电动机特性95

步进电动机的驱动方式98

步进电动机的控制100

4.7无刷直流电动机控制102

无刷直流电动机的原理与结构102

无刷直流电动机的绕组连接方式104

无刷直流电动机的控制108

习题与思考题111

第5章 常用控制技术112

5.1数字PID控制112

PID控制112

PID算法的计算机实现114

PID算法的改进115

PID控制的参数整定120

5.2纯滞后补偿控制123

大林（Dahlin）算法123

史密斯（Smith）预估控制126

5.3最少拍控制127

不同控制对象的最少拍控制设计127

不同输入函数的最少拍控制设计129

最少拍控制设计的局限性131

最少拍无纹波控制的设计132

5.4串级控制133

串级控制系统结构和工作原理134

串级控制系统的特点134

串级控制系统的设计136

串级控制系统的应用137

5.5前馈控制138

前馈控制原理与结构138

前馈-反馈控制138

前馈-串级控制139

前馈控制的设计原则与参数整定139

5.6线性数字控制器的计算机实现140

线性数字控制器的一般形式140

数字控制算法的计算机实现141

习题与思考题142

第6章 现代控制技术144

6.1线性离散系统的状态空间描述144

MIMO线性离散系统的状态空间描述144

线性离散系统状态方程的求解157

线性离散系统的Z传递矩阵和Z特征方程159

微型计算机控制系统的离散状态空间表达式161

6.2离散系统的能控性和能观测性164

离散系统的能控性164

离散系统的能观测性167

6.3离散系统的状态空间设计169

MIMO线性离散系统的状态空间设计方法169

MIMO离散系统设计实例170

习题与思考题177

第7章 智能控制技术179

7.1模糊控制179

模糊数学基础179

模糊关系与模糊推理185

模糊控制原理191

模糊控制设计实例195

7.2专家控制200

专家系统200

专家控制系统203

专家控制系统的设计206

7.3人工神经网络控制208

人工神经网络的基本模型209

人工神经网络学习规则219

人工神经网络控制的结构方案221

人工神经网络控制的特点225

7.4多种控制策略的渗透和结合226

模糊神经网络（FNN）控制226

神经网络专家系统228

7.5基于进化和群体智能的控制算法230

遗传算法230

蚁群算法232

习题与思考题235

第8章 嵌入式操作系统基础236

8.1嵌入式系统236

嵌入式系统的基本概念236

嵌入式系统的体系结构236

嵌入式系统的特点237

嵌入式系统的类型237

8.2嵌入式操作系统238

嵌入式操作系统的基本概念238

嵌入式操作系统的实现技术239

嵌入式操作系统的性能指标242

嵌入式操作系统的分类243

使用嵌入式操作系统的优缺点244

8.3典型的嵌入式操作系统245

嵌入式Windows245

嵌入式Linux250

VxWorks255

Nucleus PLUS256

RTEMS258

μC／OS-II261

8.4嵌入式操作系统应用262

嵌入式操作系统的选择262

嵌入式操作系统的移植264

嵌入式软件的发展趋势267

习题与思考题268

第9章 网络与现场总线269

9.1数字通信与网络269

总线的基本概念269

数字信号传输与通信系统270

计算机局域网272

网络协议及其层次结构282

9.2分布式控制系统（DCS ）284

DCS结构与特点284

直接测控级286

过程优化级288

生产管理、经营决策和CIMS290

9.3现场总线控制系统（FCS）292

现场总线的技术特点与优点292

现场总线的调度策略293

现场总线的OSI模型294

9.4典型的现场总线294

基金会现场总线（FF）294

LonWorks297

Profiibus300

CAN303

现场总线的困境304

工业以太网305

信号线与电源线合用电缆的研究309

习题与思考题310

第10章 微机控制系统设计311

10.1微机控制系统设计与实现311

微机控制系统设计原则311

系统的设计与实现过程312

10.2输入输出通道313

开关量信号的调整313

模拟量信号的调整314

输入输出模板设计316

10.3电磁干扰的抑制、屏蔽与接地318

共模与串模干扰的抑制318

长线传输321

信号线的选择与布线322

屏蔽与接地324

电源325

10.4人机界面与监控组态软件326

人机界面326

监控组态软件的特点328

组态软件的数据流与典型构成329

习题与思考题334

第11章 微机控制技术实验335

11.1实验大纲335

顺序控制及其在门禁系统中的应用335

数字滤波及其在灯光子系统中的应用336

运动控制及其在输送子系统中的应用337

PID控制及其在温度子系统中的应用338

模糊控制及其在智能终端子系统中的应用339

多种数据传输方式与总线在智能家居中的应用341

网络与各子系统的整合在智能家居中的应用341

11.2 DP—01多MCU实验平台342

DP—01多MCU实验平台布局342

DP—01多MCU实验平台功能模块343

参考文献344