《計算機控制技術及其應用（第2版）》分為基礎篇、技術篇和應用篇?；A篇介紹了計算機控制系統(tǒng)的理論基礎，包括系統(tǒng)數學模型的描述方法、連續(xù)系統(tǒng)分析設計方法的回顧、離散系統(tǒng)的分析、數字控制器的設計與實現(xiàn)等內容。技術篇介紹了工業(yè)控制計算機及其接口技術、過程通道技術、可靠性和抗干擾技術、控制系統(tǒng)中的軟件技術——組態(tài)軟件，以及集成了計算機控制系統(tǒng)許多關鍵技術的集散控制系統(tǒng)DCS。應用篇介紹了計算機控制技術應用的具體模式和實例，包括計算機控制系統(tǒng)的多種解決方案及案例分析、計算機控制技術在簡單過程控制和流程工業(yè)自動化中的應用實例。為方便教學和自學，所有章節(jié)都有引言和小結，配有思考題與習題。其中，小結以知識點提要列出，以方便慕課、微課、微視頻、翻轉課堂等現(xiàn)代教學資源的制作。

　　本書作為精品課程建設的組成部分，提供了公開的網絡資源，包括各章的教學課件、參考文獻和有關思考題與習題的指導信息，以便于廣大師生使用。

　　本書可作為電子信息科學與技術、計算機科學與技術、電子信息工程、電氣工程及自動化、測控技術與儀器等專業(yè)的教材和有關工程技術人員的參考資料。

基礎篇溯本而求源，溫故而知新

第1章概述

1.1自動控制的基本概念

1.1.1自動控制的引例

1.1.2自動控制中的基本問題

1.2計算機控制系統(tǒng)

1.2.1計算機控制系統(tǒng)的結構

1.2.2計算機控制系統(tǒng)的分類

1.2.3計算機控制技術及其發(fā)展

1.3課程的研究內容和學習方法

1.3.1研究內容

1.3.2學習方法

本章知識點

思考題與習題

第2章計算機控制系統(tǒng)的理論基礎

2.1控制系統(tǒng)的數學模型

2.1.1控制系統(tǒng)的描述方法

2.1.2用微分方程表示的系統(tǒng)模型

2.1.3用脈沖響應表示的系統(tǒng)模型

2.1.4拉普拉斯變換

2.1.5用傳遞函數表示的系統(tǒng)模型

2.1.6系統(tǒng)的方框圖

2.1.7狀態(tài)空間概念和模型框圖

2.2連續(xù)系統(tǒng)的分析和設計

2.2.1連續(xù)系統(tǒng)的性能指標

2.2.2連續(xù)系統(tǒng)的分析和設計方法回顧

2.3離散系統(tǒng)的描述方法

2.3.1離散系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)的關系

2.3.2采樣過程和采樣定理

2.3.3序列和差分方程

2.3.4用脈沖響應表示的離散系統(tǒng)模型

2.3.5z變換及其性質

2.3.6脈沖傳遞函數

2.3.7離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述

2.3.8離散系統(tǒng)的其他描述方法

2.4離散系統(tǒng)的分析

2.4.1s平面和z平面之間的映射

2.4.2穩(wěn)定性分析

2.4.3靜態(tài)誤差分析

2.4.4動態(tài)特性分析

本章知識點

思考題與習題

第3章數字控制器的設計與實現(xiàn)

3.1數字控制器的設計方法

3.1.1近似設計法

3.1.2解析設計法

3.2離散化方法

3.2.1積分變換法

3.2.2零極點匹配法

3.2.3等效變換法

3.2.4離散化方法比較

3.3PID控制

3.3.1PID控制的原理

3.3.2數字PID控制算法

3.3.3數字PID控制的參數整定

3.4最少拍隨動系統(tǒng)

3.4.1最少拍隨動系統(tǒng)的原理

3.4.2最少拍隨動系統(tǒng)的設計

3.4.3最少拍無紋波隨動系統(tǒng)的設計

3.5控制算法的實現(xiàn)

3.5.1實現(xiàn)框圖與算法

3.5.2串行實現(xiàn)與并行實現(xiàn)

本章知識點

思考題與習題

技術篇工欲善其事，必先利其器

第4章控制系統(tǒng)中的計算機及其接口技術

4.1工業(yè)控制計算機

4.1.1工業(yè)控制計算機的特點和結構

4.1.2嵌入式系統(tǒng)與單片機

4.1.3典型工業(yè)控制計算機的產品

4.2控制系統(tǒng)中的接口技術

4.2.1接口與總線

4.2.2并行接口

4.2.3串行接口

4.2.4現(xiàn)場總線

4.3控制系統(tǒng)中的人機交互技術

4.3.1人機交互及其要求

4.3.2人機交互的設計技術

4.4工業(yè)控制計算機軟件系統(tǒng)簡介

4.4.1系統(tǒng)軟件

4.4.2應用軟件

本章知識點

思考題與習題

第5章計算機控制系統(tǒng)中的過程通道

5.1傳感器與執(zhí)行器

5.1.1傳感器和變送器

5.1.2IEEE 1451智能變換器標準

5.1.3執(zhí)行器及其分類

5.1.4伺服電機和步進電機

5.1.5變頻器與電動執(zhí)行器

5.2輸入通道

5.2.1控制系統(tǒng)中的信號種類及特點

5.2.2數字量信號處理方式

5.2.3模擬量信號處理方式

5.2.4數據采集的原理和實現(xiàn)

5.3輸出通道

5.3.1輸出通道的基本結構

5.3.2輸出通道中的開關信號驅動

5.3.3輸出通道中的模擬信號驅動

5.3.4電機控制

本章知識點

思考題與習題

第6章控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾技術

6.1可靠性與抗干擾技術的基本概念

6.1.1可靠性的概念

6.1.2電磁兼容性

6.1.3噪聲的分類和耦合方式

6.1.4控制系統(tǒng)可靠性設計的基本途徑

6.2硬件的可靠性與抗干擾技術

6.2.1元器件與系統(tǒng)結構

6.2.2濾波與去耦電路

6.2.3隔離與屏蔽技術

6.2.4電源干擾的抑制與接地技術

6.2.5電源管理和熱插拔技術

6.2.6Watchdog技術

6.2.7印制板的抗干擾措施

6.3軟件的可靠性與抗干擾技術

6.3.1存儲空間分配和程序結構的設計

6.3.2數字濾波技術

6.3.3數據的檢錯和糾錯

6.3.4開機自檢與故障診斷

本章知識點

思考題與習題

第7章控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件

7.1工控組態(tài)軟件概述

7.1.1組態(tài)軟件及其特點

7.1.2組態(tài)軟件的功能

7.1.3組態(tài)軟件的發(fā)展

7.2MCGS組態(tài)軟件

7.2.1MCGS組態(tài)軟件的特點和組成

7.2.2MCGS工程構成

7.2.3MCGS組態(tài)過程

7.3組態(tài)王組態(tài)軟件

7.3.1組態(tài)王軟件的特點和組成

7.3.2組態(tài)王軟件的構成

7.3.3組態(tài)王組態(tài)過程

7.4力控監(jiān)控組態(tài)軟件

7.4.1力控軟件的特點和組成

7.4.2力控軟件的構成

7.4.3力控組態(tài)過程

本章知識點

思考題與習題

第8章集散控制系統(tǒng)

8.1DCS的產生與發(fā)展

8.1.1DCS的產生

8.1.2DCS的發(fā)展

8.1.3EPA現(xiàn)場總線

8.2DCS的體系結構

8.2.1DCS的分層結構

8.2.2DCS的硬件結構

8.2.3DCS的網絡結構

8.2.4DCS的軟件結構

8.3WebField JX300XP控制系統(tǒng)

8.3.1概述

8.3.2JX300XP系統(tǒng)的組成

8.3.3JX300XP系統(tǒng)的硬件

8.3.4JX300XP系統(tǒng)的軟件

本章知識點

思考題與習題

應用篇學以致用，用學相長

第9章計算機控制系統(tǒng)的解決方案

9.1基于嵌入式系統(tǒng)的解決方案

9.1.1組成和特點

9.1.2案例1： 由嵌入式系統(tǒng)控制的全自動洗衣機

9.2基于智能控制儀表的解決方案

9.2.1組成和特點

9.2.2案例2： 基于智能控制儀表的電阻爐溫度控制系統(tǒng)

9.3基于可編程邏輯控制器的解決方案

9.3.1組成和特點

9.3.2案例3： PLC控制的工業(yè)洗衣機

9.4基于分布式數據采集與控制模塊的解決方案

9.4.1組成和特點

9.4.2案例4： 潮流水槽計算機檢測與控制系統(tǒng)

9.5基于可編程自動化控制器的解決方案

9.5.1組成和特點

9.5.2案例5： PAC在橋梁健康檢測系統(tǒng)中的應用

本章知識點

思考題與習題

第10章計算機控制技術在簡單過程控制中的應用

10.1實例1： 水箱液位控制

10.1.1被控對象和控制方案

10.1.2硬件組成

10.1.3組態(tài)過程

10.1.4PID整定實驗過程

10.2實例2： 鍋爐溫度控制

10.2.1被控對象和控制方案

10.2.2硬件組成

10.2.3組態(tài)過程

10.2.4PID算法設計

10.2.5PID整定實驗過程

本章知識點

思考題與習題

第11章計算機控制技術在流程工業(yè)自動化中的應用

11.1DCS在循環(huán)流化床鍋爐中的應用

11.1.1工藝介紹

11.1.2系統(tǒng)設計

11.1.3系統(tǒng)組態(tài)

11.1.4控制流程

11.1.5系統(tǒng)運行

11.2DCS在大中型氮肥裝置中的應用

11.2.1工藝介紹

11.2.2系統(tǒng)設計

11.2.3系統(tǒng)組態(tài)

11.2.4控制流程

11.2.5系統(tǒng)運行

本章知識點

思考題與習題

附錄有關工業(yè)自動化產品及企業(yè)網址

參考文獻