本书内容覆盖了工业控制计算机、输入/输出接口与过程通道技术、计算机控制系统的理论基础、计算机控制算法、计算机控制软件技术与工控组态软件、分布式计算机控制系统、计算机控制系统设计与实现等。本书还将MATLAB/Simulink用于计算机控制系统的分析和控制器的设计,以引导读者能按理论分析、仿真研究、工程设计与实现等步骤,循序渐进地进行计算机控制系统的分析、设计和实现。
本书是作者在总结近年的教学和科研成果的基础上,结合计算机控制技术的发展和课程教学内容的改革要求,在第1版的基础上编写而成。
本书可供自动化类、电气工程类、电子信息类、机械工程类等专业学生作为教材使用,也可供工程技术人员阅读参考。

前言
第1章 绪论
1.1计算机控制系统概述
1.1.1一般概念
1.1.2系统的组成
1.1.3系统的典型结构
1.2计算机控制系统实例简介
1.2.1计算机过程控制系统
1.2.2计算机运动控制系统
1.3计算机控制系统性能
1.3.1系统性能指标
1.3.2控制对象对控制性能的影响
1.4计算机控制系统的发展概况与趋势
1.4.1发展概况
1.4.2发展趋势
思考题与习题
第2章 输入/输出接口与过程通道技术
2.1输入/输出过程通道概述
2.2模拟量输入通道
2.2.1信号调理
2.2.2多路转换开关
2.2.3可编程增益放大器
2.2.4采样保持器
2.2.**/D转换器
2.2.6模拟量输入通道设计举例
2.3模拟量输出接口与通道
2.3.1模拟量输出通道
2.3.2D/A转换器及其接口
2.3.3电压/电流转换器
2.4数字量(开关量)输入/输出通道
2.4.1数字量(开关量)输入/输出通道概述
2.4.2数字量(开关量)输入通道
2.4.3数字量(开关量)输出通道
2.5过程通道的抗干扰与可靠性设计
2.5.1干扰源与干扰的耦合
2.5.2过程通道抗干扰措施
2.6测量数据的预处理
2.6.1数字滤波
2.6.2其他数据预处理
思考题与习题
第3章 工业控制计算机
3.1工业控制计算机的特点与组成结构
3.1.1工业控制计算机的特点
3.1.2工业控制计算机的组成结构和分类
3.2工业控制计算机的总线结构
3.2.1总线结构概述及分类
3.2.2常用总线
3.3总线型工业控制计算机
3.3.1IPC工业控制机
3.3.2DCS现场控制站
思考题与习题
第4章 计算机控制系统的理论基础
4.1信号的采样与保持
4.1.1采样过程
4.1.2采样过程的数学描述及特性分析
4.1.3信号保持
4.1.4采样定理
4.2Z变换理论
4.2.1Z变换定义
4.2.2Z变换性质
4.2.3Z变换方法
4.2.4Z反变换
4.3计算机控制系统的数学描述
4.3.1差分方程及其求解
4.3.2脉冲传递函数
4.4计算机控制系统的分析
4.4.1计算机控制系统的稳定性分析
4.4.2计算机控制系统的稳态误差分析
4.4.3计算机控制系统的性能指标
4.5连续系统的离散化
4.5.1连续系统的离散化方法及特点
4.5.2MATLAB在连续域—离散域变换中的应用
4.5.3采样周期及保持器对离散系统的影响
思考题与习题
第5章 数字PID控制算法
5.1准连续PID控制算法
5.1.1模拟PID调节器
5.1.2基本数字PID控制
5.2数字PID控制的改进
5.2.1积分项的改进
5.2.2微分项的改进
5.2.3其他改进算法
5.3数字PID参数的整定
5.3.1PID控制器参数对控制性能的影响
5.3.2控制周期的选取
5.3.3PID控制参数的工程整定法
5.3.4PID控制参数的自整定法
5.4数字PID控制器的工程实现
5.4.1给定值处理
5.4.2被控量处理
5.4.3偏差处理
5.4.4PID计算
5.4.5控制量处理
5.4.6自动/手动切换
5.4.7无扰动切换
5.4.8PID控制块参数表
5.5MATLAB在数字PID控制器设计中的应用
5.5.1PID控制算法的M文件编写
5.5.2利用Simulink设计数字PID控制器
思考题与习题
第6章 复杂控制算法
6.1数字控制器设计原理
6.2*小拍控制系统的设计
6.2.1*小拍控制原理
6.2.2*小拍控制器设计的稳定性问题
6.2.3无纹波*小拍控制系统设计
6.2.4有限拍控制
6.2.5惯性因子法
6.3纯滞后控制
6.3.1施密斯预估控制
6.3.2大林算法
6.4常用多回路控制
6.4.1串级控制
6.4.2前馈?反馈控制
6.5模型预测控制
6.5.1模型预测控制的基本原理
6.5.2模型算法控制
6.5.3动态矩阵控制
6.5.4预测控制软件包
6.6模糊控制
6.6.1模糊控制概述
6.6.2模糊控制的数学基础
6.6.3模糊控制系统的结构与原理
6.6.4模糊控制器的设计步骤与方法
6.6.5模糊控制器的改进
6.6.6MATLAB在模糊控制器设计中的应用
思考题与习题
第7章 计算机控制系统的软件设计
7.1计算机控制系统软件概述
7.1.1系统软件的组成
7.1.2系统软件的功能
7.2实时数据库技术
7.2.1数据库技术概述
7.2.2计算机控制系统中的实时数据库
7.2.3实时数据库的设计
7.2.4实时数据库的实例
7.3计算机控制系统的软件设计
7.3.1应用软件设计的需求
7.3.2操作系统的选择
7.3.3应用程序开发平台
7.3.4实时数据库的选择
7.3.5应用软件的构建
7.3.6应用软件编程的基本方法
7.3.7实时控制程序的结构设计
7.4工控组态软件
7.4.1工控组态软件概述
7.4.2工控组态软件的组成与特点
7.4.3工控组态软件开发及调试
7.4.4用工控组态软件构建应用控制软件的基本步骤
思考题与习题
第8章 分布式计算机控制系统
8.1分布式计算机控制系统概述
8.1.1系统的基本组成
8.1.2系统的特点
8.1.3系统的发展
8.2分布式控制系统(DCS)的体系结构
8.2.1DCS的层次结构
8.2.2DCS的硬件结构
8.2.3DCS的软件结构
8.2.4DCS的网络结构
8.2.5DCS实例
8.3分布式控制系统基本类型
8.3.1集散型控制系统
8.3.2集散型控制系统存在的问题及发展趋势
8.3.3基于IPC构成的分布式控制系统
8.3.4基于PLC构成的分布式控制系统
8.4现场总线控制系统
8.4.1现场总线概述
8.4.2基金会现场总线
8.4.3过程现场总线
8.4.4LonWorks总线
8.4.5HART通信协议
8.4.6CAN总线2478.4.7现场总线控制系统设计
8.5基于工业以太网和现场总线的分布式控制系统
8.5.1工业以太网技术
8.5.2基于工业以太网和现场总线构成的分布式控制系统
思考题与习题
第9章 计算机控制系统设计与实现
9.1系统设计的原则与步骤
9.1.1系统设计的原则
9.1.2系统设计的步骤
9.2计算机控制系统的可靠性技术
9.2.1控制系统的抗干扰设计
9.2.2控制系统的软件可靠性设计
9.2.3控制系统的冗余设计
9.2.4自动/手动切换
9.3基于工业PC的计算机测控系统设计实例
9.3.1系统方案设计
9.3.2系统硬件设计
9.3.3系统软件设计
9.4基于网络结构的计算机测控系统设计实例1
9.4.1系统方案设计
9.4.2系统网络结构设计
9.4.3系统硬件设备选型与设计
9.4.4系统软件设计及系统组态
9.5基于网络结构的计算机测控系统设计实例2
9.5.1控制功能要求
9.5.2FSSS控制功能
9.5.3CCS控制功能
9.5.4MCS功能
9.5.5第三方设备/系统通信站的冗余设计
9.5.6系统配置
9.6带材纠偏计算机控制系统设计实例
9.6.1控制功能要求与方案设计
9.6.2硬件设计方案
9.6.3软件设计方案
9.6.4系统数学模型与控制算法
思考题与习题
参考文献