《计算机控制技术及套用》通过总结作者的科研成果和吸收国内外的先进理论、方法和技术，以计算机控制系统的网路化、开放化、智慧型化和集成化发展趋势为主线索，主要介绍计算机控制系统的基本概念和计算机控制系统的典型形式，计算机控制系统的数学描述与基本分析方法，以及数字PID控制器、最少拍控制系统、达林算法、状态变数设计法等设计方法及其各种改进算法。重点突出计算机控制系统输入输出通道接口的设计方法和典型控制系统的设计案例与实现方法等。《计算机控制技术及套用》注重运用CDIO工程教育理念，立足培养实际动手能力、综合套用能力、创新思维能力。每章均附有精选的习题。

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前言

第1章 绪论

1.1 自动化技术与信息技术的关係

1.2 自动控制系统的基本结构

1.3 计算机控制系统基本原理

1.4 计算机控制系统的分类

1.4.1 按功能及结构分类

1.4.2 按控制规律分类

1.4.3 按控制方式分类

1.5 计算机控制系统的特点

1.6 计算机控制系统的性能及其指标

1.6.1 性能指标

1.6.2 控制对象的特性对控制性能的影响

1.7 计算机控制技术的知识体系

1.8 计算机控制技术的发展

1.8.1 现代计算机技术对控制技术的影响

1.8.2 计算机控制技术的发展动向

习题1

第2章 计算机控制系统的数学描述

2.1 计算机控制系统数学描述方法的分类

2.2 信号的採样与保持

2.2.1 信号的分类、

2.2.2 连续信号的採样

2.2.3 採样定理

2.2.4 信号复现与零阶保持器

2.3 採样系统的数学描述

2.3.1 脉冲传递函式的定义

2.3.2 开环系统脉冲传递函式

2.3.3 闭环系统的脉冲传递函式

2.4 採样系统的动态回响

2.5 採样系统的稳定性

2.6 採样系统的稳态分析

习题2

第3章 常规数字控制器的设计方法

3.1 数字控制器的设计方法分类

3.2 数字PID控制

3.2.1 理想微分PID控制

3.2.2 实际微分PID控制

3.2.3 数字PID调节器的参数整定

3.3 最少拍数字控制系统

3.3.1 最少拍数字控制系统的设计

3.3.2 最少拍无纹波控制系统设计

3.3.3 最少拍控制系统的改进

3.4 达林算法

3.4.1 达林算法设计

3.4.2 振铃现象及其消除方法

习题3

第4章 高级数字控制器的分析与设计

4.1 系统的能控性与能观测性

4.1.1 基本概念

4.1.2 离散系统的能控性

4.1.3 离散系统的可观测性

4.1.4 对偶原理

4.1.5 坐标变换与标準型

4.2 数字控制器状态空间设计法

4.2.1 状态反馈极点配置控制系统的设计

4.2.2 状态观测器的设计

4.2.3 具有状态观测器的极点配置

习题4

第5章 数据输入输出通道的接口技术

5.1 数据输入输出通道的组成与功能

5.1.1 数据通道的类型

5.1.2 数据通道的信息类型

5.1.3 数据通道的编址方式

5.1.4 CPU对数据通道的控制方式

5.1.5 数据通道接口设计应考虑的问题

5.2 多路开关及採样保持器

5.2.1 多路开关与多路分配器

5.2.2 採样保持器

5.3 开关量输出通道

5.3.1 开关量输出通道的结构形式

5.3.2 开关量输出通道与CPU的接口

5.3.3 功率接口技术

5.4 开关量输入通道

5.4.1 开关量输入通道的结构形式

5.4.2 开关量形式及变换

5.4.3 整形与电平变换

5.4.4 开关量输入通道与CPU的接口

5.5 模拟量输出通道

5.5.1 D/A转换原理

5.5.2 D/A转换器的选用

5.5.3 8位并行D/A转换器及其接口技术

5.5.4 高于8位的并行D/A转换器及其接口技术

5.5.5 串列D/A转换器及其接口技术

5.6 模拟量输入通道

5.6.1 A/D转换原理

5.6.2 A/D转换器的选用

5.6.3 逐次逼近式并行A/D转换器及其接口

5.6.4 双积分A/D转换器及其接口技术

5.6.5 串列A/D转换器及其接口技术

习题5

第6章 计算机控制网路技术概论

6.1 集散控制系统简介

6.1.1 集散控制系统的发展历程

6.1.2 集散控制系统的组成

6.1.3 Jx.300X集散控制系统

6.2 现场汇流排技术简介

6.2.1 现场汇流排控制系统的演变

6.2.2 现场汇流排技术的特点

6.2.3 现场汇流排标準化

6.2.4 典型现场汇流排简介

6.3 工业乙太网技术简介

6.3.1 工业乙太网标準化进程

6.3.2 IEC61784-2标準体系结构

6.3.3 IEC61784-2中主要标準简介

6.3.4 IEC61784.1/2与IEC61158

习题6

第7章 计算机控制系统设计与实现

7.1 计算机控制系统的设计方法

7.1.1 计算机控制系统的设计原则

7.1.2 计算机控制系统的设计步骤

7.2 计算机控制系统的实现过程

7.2.1 计算机控制系统的可行性论证

7.2.2 计算机控制系统的工程设计

7.3 控制系统中的可靠性技术

7.3.1 冗余结构技术

7.3.2 控制系统的抗干扰措施

7.3.3 软体设计的可靠性措施

7.3.4 重视安装工艺措施

7.4 多通道温度採集系统

7.4.1 系统方案设计

7.4.2 系统硬体设计

7.4.3 系统软体设计

7.4.4 系统调试与运行

7.5 智慧型小车控制系统

7.5.1 控制方案设计

7.5.2 系统硬体设计

7.5.3 系统软体设计

7.5.4 系统调试与运行

7.6 中药萃取控制系统

7.6.1 控制方案设计

7.6.2 系统硬体设计

7.6.3 系统软体设计与组态

7.6.4 系统调试与运行

参考文献

本教材是作者在重庆邮电大学自动化学院多年从事教学、科研的基础上，经多次试用，反覆修改提高而成。本教材将有关教学和科研成果加以总结提高，并吸收了近年来本学科发展的理论、方法和技术，注重运用CDIO工程教育理念，立足培养实际动手能力、综合套用能力、创新思维能力。

本教材注重知识内容的系统性、先进性与实践性，强调课程教学与社会需求的无缝连线、授人以“渔”。既注重对学生基础知识的培养，也注意让学生了解本课程的最新技术发展动态；既注重理论知识的系统性、实用性，也强调实践内容的套用性、工程性。为此，教材中大量选用了取自于作者所在团队的最新科技成果、指导学生参加科技竞赛的国家级获奖作品、用于学生实践的中药萃取多汇流排集成控制系统工程实训项目作为实例。