计算机控制系统（第3版）

作者: 李正军著

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2015-11

版次: 3

ISBN: 9787111514121

定价: 59.80

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 415页

丛书: 21世纪高等院校自动化专业系列教材

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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　　《计算机控制系统（第3版）》是“十一五”国家级规划教材。本书理论联系实际，突出工程应用，全面系统地介绍了计算机控制系统的各个重要组成部分，是在编者三十多年教学与科研实践经验的基础上，吸收了国内外计算机控制系统设计中所用的新技术编写而成的。书中还介绍了编者在计算机控制领域的新研究成果。　　《计算机控制系统（第3版）》共分10章，主要内容包括：计算机控制系统的组成和发展趋势、计算机控制系统设计基础、HMI与打印机接口技术、过程输入输出通道、数字控制技术、计算机控制系统的控制规律、计算机控制系统的软件设计、现场总线与工业以太网控制网络技术、计算机控制系统的电磁兼容与抗干扰设计、基于现场总线与工业以太网的新型DCS的设计及其计算机控制系统的设计方法。全书内容丰富，体系先进，结构合理，理论与实践相结合，尤其注重工程应用技术。　　《计算机控制系统（第3版）》可作为高等院校各类自动化、电子与电气工程、计算机应用、信息工程、自动检测等专业的本科教材，同时可以作为相关专业的研究生教材，也可供从事计算机控制系统设计的工程技术人员参考。　　李正军，山东大学教授，主要从事智能仪器仪表、计算机控制、现场总线控制系统、电力监测网络仪表、现代电力电子技术等方面的科研和教学工作。。先后主编了《计算机测控系统设计与应用》、《现场总线及其应用技术》、《计算机控制系统》等多部图书。出版说明第3版前言第2版前言第1版前言第1章绪论11计算机控制系统的概念111常规控制系统112计算机控制系统12计算机控制系统的组成121计算机控制系统的硬件122计算机控制系统的软件13计算机控制系统的分类131数据采集系统（DAS）132直接数字控制（DDC）系统133监督控制（SCC）系统134集散控制系统（DCS）135监控与数据采集（SCADA）系统136现场总线控制系统（FCS）137工业过程计算机集成制造系统（流程CIMS）138网络控制系统（NCS）139复杂流程工业控制系统1310嵌入式控制系统（ECS）14计算机控制系统采用的技术和发展趋势141采用可编程序控制器（PLC）142采用新型的控制系统143实现最优控制144自适应控制145人工智能146模糊控制147预测控制148第四次工业革命——工业4ム习题第2章计算机控制系统设计基础21微处理器与微控制器211Von仠漀爀攀愀洀愀渀堀储空间配置结构212Harward存储空间配置结构213Preston存储空间配置结构22译码电路的设计221简单译码集成电路222可编程逻辑器件223通用阵列逻辑器件224边界扫描技术225GAL器件译码应用实例23I/O接口电路的扩展技术231用锁存器扩展简单的输出口232用三态缓冲器扩展简单的输入口233用移位寄存器扩展I/O接口24内部总线241PCI总线242PC104总线25外部总线251IEEE488总线252USB接口253串行通信基础254RS232C串行通信接口255RS485串行通信接口26MODBUS通信协议261MODBUS通信协议概述262两种传输方式263MODBUS消息帧264错误检测方法265MODBUS的编程方法习题第3章HMI与打印机接口技术31独立式键盘接口设计311键盘的特点及确认312独立式按键扩展实例32矩阵式键盘接口设计321矩阵式键盘的工作原理322按键的识别方法323键盘的编码33旋转编码器接口设计331旋转编码器的工作原理332旋转编码器的接口电路设计333旋转编码器的时序分析334旋转编码器的软件设计34显示技术的发展及其特点341显示技术的发展342显示器件的主要参数35LED显示器接口设计351LED显示器的结构352LED显示器的扫描方式36段型LCD显示器接口设计361LCD的发展过程362LCD的特点363LCD的基本结构及工作原理364LCD的驱动方式37触摸屏技术及其在工程中的应用371触摸屏的发展历程372触摸屏的工作原理373工业常用触摸屏产品介绍374触摸屏在工程中的应用38打印机接口电路设计381标准Centronics接口382应用实例习题第4章过程输入输出通道41传感器411传感器的定义和分类及构成412传感器的基本性能413传感器的应用领域414基准电压源和恒流源415温度传感器416湿度传感器417流量传感器418热释电红外传感器419光电传感器4110气敏传感器4111霍尔传感器4112应变式电阻传感器4113压力传感器4114CCD图像传感器4115位移传感器4116加速度传感器4117PM25传感器42变送器421变送器的构成原理422差压变送器423温度变送器43执行器431执行机构432调节机构433执行器的选用434阀门定位器44模拟信号放大技术441运算放大器及其应用442测量放大器443程控增益放大器45采样和模拟开关451信号和采样定理452采样/保持器453模拟开关45432通道模拟量输入电路设计实例46模拟量输入通道461模拟量输入通道的组成462AD转换器的工作原理463AD转换器的技术指标478位AD转换器及其接口技术471ADC0808/0809介绍4728位AD转换器与CPU的接口4738位AD转换器的程序设计4812位低功耗AD转换器AD7091R481AD7091R引脚介绍482AD7091R的应用特性483AD7091R的数字接口484AD7091R与STM32F103的接口4922位Σ铠謃AD转换器ADS1213491引脚介绍492片内寄存器493ADS1213的应用特性494ADS1213的数字接口495ADS1213与STM32F103的接口410模拟量输出通道4101模拟量输出通道的组成4102DA转换器的技术指标4118位DA转换器及其接口技术4111DAC0832介绍41128位DA转换器与CPU的接口41212/16位4~20mA串行输入DA转换器AD5410/AD54204121引脚介绍4122片内寄存器4123AD5410/AD5420应用特性4124AD5410/AD5420的数字接口4125AD5410/AD5420与STM32F103的接口413数字量输入输出通道4131光耦合器4132数字量输入通道4133数字量输出通道4134脉冲量输入输出通道414电流/电压转换电路4141电压/电流转换4142电流/电压转换习题第5章数字控制技术51数字控制基础511数字控制的基本原理512数字控制方式513开环数字控制52逐点比较法插补原理521逐点比较法直线插补522逐点比较法圆弧插补53步进电动机控制531步进电动机的工作原理532步进电动机控制系统原理图533步进电动机的驱动电路534步进电动机的工作方式535步进电动机控制程序设计习题第6章计算机控制系统的控制规律61被控对象的传递函数与性能指标611计算机控制系统被控对象的传递函数612计算机控制系统的性能指标613对象特性对控制性能的影响62PID控制621PID概述622PID调节的作用63数字PID算法631PID算法632PID算式的改进64PID参数整定641PID参数对控制性能的影响642采样周期T的选取643扩充临界比例度法65串级控制651串级控制算法652副回路微分先行串级控制算法66前馈反馈控制661前馈控制的结构662前馈反馈控制的结构663数字前馈反馈控制算法67数字控制器的直接设计方法671基本概念672最少拍无差系统的设计673最少拍无纹波系统68大林算法681大林算法的基本形式682振铃现象683大林算法的设计步骤69史密斯预估控制691史密斯预估控制原理692史密斯预估控制举例610模糊控制6101模糊控制的数学基础6102模糊控制系统组成6103模糊控制器设计6104双输入单输出模糊控制器设计611模型预测控制6111动态矩阵控制（DMC）6112模型算法控制（MAC）习题第7章计算机控制系统的软件设计71计算机控制系统软件概述711计算机控制系统应用软件的分层结构712计算机控制系统软件的设计策略713计算机控制系统软件的功能和性能指标72实时多任务系统721实时系统和实时操作系统722实时多任务系统的切换与调度73现场控制层的软件系统平台731软件系统平台的选择732μC/OS懠蔡核调度基本原理74新型DCS组态软件的设计741新型DCS的总体结构742新型DCS组态软件的总体结构设计743新型DCS组态软件开发环境744新型DCS组态软件的关键技术75组态软件数据库系统设计751组态软件中的数据管理752数据库系统结构753组态数据库的设计与实现76组态软件驱动程序设计761驱动程序采用的技术762驱动程序的分析与设计77组态软件可视化环境设计771组态框架和运行框架772组态信息的文件管理773组态框架设计和实现774运行框架设计和实现78OPC技术781OPC技术概述782OPC关键技术783OPC DA规范784工业控制领域中的OPC应用实例79Web技术791Web技术概述792Web服务端技术793Web客户端技术794SCADA系统中的Web应用方案设计710双机热备技术7101双机热备技术概述7102双机热备系统的工作模式7103双机热备系统的数据存储方式7104DCS中的双机热备方案设计711常用数字滤波算法与程序设计7111程序判断滤波7112中值滤波7113算术平均滤波7114加权平均滤波7115低通滤波7116滑动平均滤波7117各种滤波方法的比较712数字滤波器的算法与程序设计7121数字滤波器的分类与特点7122IIR数字滤波器的设计原理7123基于C语言的IIR数字滤波器程序设计7124IIR数字滤波器的滤波效果分析713标度变换程序7131线性标度变换程序7132非线性标度变换程序习题第8章现场总线与工业以太网控制网络技术81现场总线技术概述811现场总线的产生812现场总线的本质813现场总线的特点和优点814现场总线的现状815现场总线网络的实现816现场总线技术的发展趋势82工业以太网的产生与发展821以太网引入工业控制领域的技术优势822工业以太网与实时以太网823IEC617862标准824工业以太网技术的发展现状825工业以太网技术的发展趋势与前景83现场总线与企业网络831企业网络832企业网络技术833企业网络的体系结构834信息网络与控制网络84流行现场总线简介841基金会现场总线（FF）842PROFIBUS843CAN844DeviceNet845LonWorks846ControlNet847CCLink848CompoNet85工业以太网简介851工业以太网的主要标准852IDA853Ethernet/IP854EtherCAT855Ethernet Powerlink856PROFINET857HSE858EPA86netX网络控制器861netX系列网络控制器862netX系列网络控制器的软件结构863netX可用的协议堆栈864基于netX网络控制器的产品分类习题第9章计算机控制系统的电磁兼容与抗干扰设计91电磁兼容性概述911电磁兼容技术的发展912电磁干扰92电磁兼容性设计921电磁兼容的含义922电磁兼容控制技术93干扰的耦合方式931直接耦合方式932公共阻抗耦合方式933电容耦合方式934电磁感应耦合方式935辐射耦合方式936漏电耦合方式94计算机控制系统可靠性设计941可靠性设计任务942可靠性设计技术95抗干扰的硬件措施951抗串模干扰的措施952抗共模干扰的措施953采用双绞线954反射波干扰及抑制955正确连接模拟地和数字地956电源的抗干扰措施957压敏电阻及其应用958瞬变电压抑制器及其应用96抗干扰的软件措施961数字信号输入输出中的软件抗干扰措施962CPU的抗干扰技术97计算机控制系统的容错设计971硬件故障的自诊断技术972软件的容错设计习题第10章计算机控制系统设计101基于现场总线与工业以太网的新型DCS的设计1011新型DCS概述1012现场控制站的组成1013新型DCS通信网络1014新型DCS控制卡的硬件设计1015新型DCS控制卡的软件设计1016控制算法的设计10178通道模拟量输入板卡（8AI）的设计10188通道热电偶输入板卡（8TC）的设计10198通道热电阻输入板卡（8RTD）的设计101104通道模拟量输出板卡（4AO）的设计1011116通道数字量输入板卡（16DI）的设计1011216通道数字量输出板卡（16DO）的设计101138通道脉冲量输入板卡（8PI）的设计102工业锅炉计算机控制系统的设计1021工业锅炉的工作过程1022工业锅炉计算机控制的意义1023工业锅炉计算机控制系统的基本功能1024直接数字控制（DDC）系统的设计1025系统总体设计参考文献
内容简介:
　　《计算机控制系统（第3版）》是“十一五”国家级规划教材。本书理论联系实际，突出工程应用，全面系统地介绍了计算机控制系统的各个重要组成部分，是在编者三十多年教学与科研实践经验的基础上，吸收了国内外计算机控制系统设计中所用的新技术编写而成的。书中还介绍了编者在计算机控制领域的新研究成果。　　《计算机控制系统（第3版）》共分10章，主要内容包括：计算机控制系统的组成和发展趋势、计算机控制系统设计基础、HMI与打印机接口技术、过程输入输出通道、数字控制技术、计算机控制系统的控制规律、计算机控制系统的软件设计、现场总线与工业以太网控制网络技术、计算机控制系统的电磁兼容与抗干扰设计、基于现场总线与工业以太网的新型DCS的设计及其计算机控制系统的设计方法。全书内容丰富，体系先进，结构合理，理论与实践相结合，尤其注重工程应用技术。　　《计算机控制系统（第3版）》可作为高等院校各类自动化、电子与电气工程、计算机应用、信息工程、自动检测等专业的本科教材，同时可以作为相关专业的研究生教材，也可供从事计算机控制系统设计的工程技术人员参考。
作者简介:
　　李正军，山东大学教授，主要从事智能仪器仪表、计算机控制、现场总线控制系统、电力监测网络仪表、现代电力电子技术等方面的科研和教学工作。。先后主编了《计算机测控系统设计与应用》、《现场总线及其应用技术》、《计算机控制系统》等多部图书。
目录:
出版说明第3版前言第2版前言第1版前言第1章绪论11计算机控制系统的概念111常规控制系统112计算机控制系统12计算机控制系统的组成121计算机控制系统的硬件122计算机控制系统的软件13计算机控制系统的分类131数据采集系统（DAS）132直接数字控制（DDC）系统133监督控制（SCC）系统134集散控制系统（DCS）135监控与数据采集（SCADA）系统136现场总线控制系统（FCS）137工业过程计算机集成制造系统（流程CIMS）138网络控制系统（NCS）139复杂流程工业控制系统1310嵌入式控制系统（ECS）14计算机控制系统采用的技术和发展趋势141采用可编程序控制器（PLC）142采用新型的控制系统143实现最优控制144自适应控制145人工智能146模糊控制147预测控制148第四次工业革命——工业4ム习题第2章计算机控制系统设计基础21微处理器与微控制器211Von仠漀爀攀愀洀愀渀堀储空间配置结构212Harward存储空间配置结构213Preston存储空间配置结构22译码电路的设计221简单译码集成电路222可编程逻辑器件223通用阵列逻辑器件224边界扫描技术225GAL器件译码应用实例23I/O接口电路的扩展技术231用锁存器扩展简单的输出口232用三态缓冲器扩展简单的输入口233用移位寄存器扩展I/O接口24内部总线241PCI总线242PC104总线25外部总线251IEEE488总线252USB接口253串行通信基础254RS232C串行通信接口255RS485串行通信接口26MODBUS通信协议261MODBUS通信协议概述262两种传输方式263MODBUS消息帧264错误检测方法265MODBUS的编程方法习题第3章HMI与打印机接口技术31独立式键盘接口设计311键盘的特点及确认312独立式按键扩展实例32矩阵式键盘接口设计321矩阵式键盘的工作原理322按键的识别方法323键盘的编码33旋转编码器接口设计331旋转编码器的工作原理332旋转编码器的接口电路设计333旋转编码器的时序分析334旋转编码器的软件设计34显示技术的发展及其特点341显示技术的发展342显示器件的主要参数35LED显示器接口设计351LED显示器的结构352LED显示器的扫描方式36段型LCD显示器接口设计361LCD的发展过程362LCD的特点363LCD的基本结构及工作原理364LCD的驱动方式37触摸屏技术及其在工程中的应用371触摸屏的发展历程372触摸屏的工作原理373工业常用触摸屏产品介绍374触摸屏在工程中的应用38打印机接口电路设计381标准Centronics接口382应用实例习题第4章过程输入输出通道41传感器411传感器的定义和分类及构成412传感器的基本性能413传感器的应用领域414基准电压源和恒流源415温度传感器416湿度传感器417流量传感器418热释电红外传感器419光电传感器4110气敏传感器4111霍尔传感器4112应变式电阻传感器4113压力传感器4114CCD图像传感器4115位移传感器4116加速度传感器4117PM25传感器42变送器421变送器的构成原理422差压变送器423温度变送器43执行器431执行机构432调节机构433执行器的选用434阀门定位器44模拟信号放大技术441运算放大器及其应用442测量放大器443程控增益放大器45采样和模拟开关451信号和采样定理452采样/保持器453模拟开关45432通道模拟量输入电路设计实例46模拟量输入通道461模拟量输入通道的组成462AD转换器的工作原理463AD转换器的技术指标478位AD转换器及其接口技术471ADC0808/0809介绍4728位AD转换器与CPU的接口4738位AD转换器的程序设计4812位低功耗AD转换器AD7091R481AD7091R引脚介绍482AD7091R的应用特性483AD7091R的数字接口484AD7091R与STM32F103的接口4922位Σ铠謃AD转换器ADS1213491引脚介绍492片内寄存器493ADS1213的应用特性494ADS1213的数字接口495ADS1213与STM32F103的接口410模拟量输出通道4101模拟量输出通道的组成4102DA转换器的技术指标4118位DA转换器及其接口技术4111DAC0832介绍41128位DA转换器与CPU的接口41212/16位4~20mA串行输入DA转换器AD5410/AD54204121引脚介绍4122片内寄存器4123AD5410/AD5420应用特性4124AD5410/AD5420的数字接口4125AD5410/AD5420与STM32F103的接口413数字量输入输出通道4131光耦合器4132数字量输入通道4133数字量输出通道4134脉冲量输入输出通道414电流/电压转换电路4141电压/电流转换4142电流/电压转换习题第5章数字控制技术51数字控制基础511数字控制的基本原理512数字控制方式513开环数字控制52逐点比较法插补原理521逐点比较法直线插补522逐点比较法圆弧插补53步进电动机控制531步进电动机的工作原理532步进电动机控制系统原理图533步进电动机的驱动电路534步进电动机的工作方式535步进电动机控制程序设计习题第6章计算机控制系统的控制规律61被控对象的传递函数与性能指标611计算机控制系统被控对象的传递函数612计算机控制系统的性能指标613对象特性对控制性能的影响62PID控制621PID概述622PID调节的作用63数字PID算法631PID算法632PID算式的改进64PID参数整定641PID参数对控制性能的影响642采样周期T的选取643扩充临界比例度法65串级控制651串级控制算法652副回路微分先行串级控制算法66前馈反馈控制661前馈控制的结构662前馈反馈控制的结构663数字前馈反馈控制算法67数字控制器的直接设计方法671基本概念672最少拍无差系统的设计673最少拍无纹波系统68大林算法681大林算法的基本形式682振铃现象683大林算法的设计步骤69史密斯预估控制691史密斯预估控制原理692史密斯预估控制举例610模糊控制6101模糊控制的数学基础6102模糊控制系统组成6103模糊控制器设计6104双输入单输出模糊控制器设计611模型预测控制6111动态矩阵控制（DMC）6112模型算法控制（MAC）习题第7章计算机控制系统的软件设计71计算机控制系统软件概述711计算机控制系统应用软件的分层结构712计算机控制系统软件的设计策略713计算机控制系统软件的功能和性能指标72实时多任务系统721实时系统和实时操作系统722实时多任务系统的切换与调度73现场控制层的软件系统平台731软件系统平台的选择732μC/OS懠蔡核调度基本原理74新型DCS组态软件的设计741新型DCS的总体结构742新型DCS组态软件的总体结构设计743新型DCS组态软件开发环境744新型DCS组态软件的关键技术75组态软件数据库系统设计751组态软件中的数据管理752数据库系统结构753组态数据库的设计与实现76组态软件驱动程序设计761驱动程序采用的技术762驱动程序的分析与设计77组态软件可视化环境设计771组态框架和运行框架772组态信息的文件管理773组态框架设计和实现774运行框架设计和实现78OPC技术781OPC技术概述782OPC关键技术783OPC DA规范784工业控制领域中的OPC应用实例79Web技术791Web技术概述792Web服务端技术793Web客户端技术794SCADA系统中的Web应用方案设计710双机热备技术7101双机热备技术概述7102双机热备系统的工作模式7103双机热备系统的数据存储方式7104DCS中的双机热备方案设计711常用数字滤波算法与程序设计7111程序判断滤波7112中值滤波7113算术平均滤波7114加权平均滤波7115低通滤波7116滑动平均滤波7117各种滤波方法的比较712数字滤波器的算法与程序设计7121数字滤波器的分类与特点7122IIR数字滤波器的设计原理7123基于C语言的IIR数字滤波器程序设计7124IIR数字滤波器的滤波效果分析713标度变换程序7131线性标度变换程序7132非线性标度变换程序习题第8章现场总线与工业以太网控制网络技术81现场总线技术概述811现场总线的产生812现场总线的本质813现场总线的特点和优点814现场总线的现状815现场总线网络的实现816现场总线技术的发展趋势82工业以太网的产生与发展821以太网引入工业控制领域的技术优势822工业以太网与实时以太网823IEC617862标准824工业以太网技术的发展现状825工业以太网技术的发展趋势与前景83现场总线与企业网络831企业网络832企业网络技术833企业网络的体系结构834信息网络与控制网络84流行现场总线简介841基金会现场总线（FF）842PROFIBUS843CAN844DeviceNet845LonWorks846ControlNet847CCLink848CompoNet85工业以太网简介851工业以太网的主要标准852IDA853Ethernet/IP854EtherCAT855Ethernet Powerlink856PROFINET857HSE858EPA86netX网络控制器861netX系列网络控制器862netX系列网络控制器的软件结构863netX可用的协议堆栈864基于netX网络控制器的产品分类习题第9章计算机控制系统的电磁兼容与抗干扰设计91电磁兼容性概述911电磁兼容技术的发展912电磁干扰92电磁兼容性设计921电磁兼容的含义922电磁兼容控制技术93干扰的耦合方式931直接耦合方式932公共阻抗耦合方式933电容耦合方式934电磁感应耦合方式935辐射耦合方式936漏电耦合方式94计算机控制系统可靠性设计941可靠性设计任务942可靠性设计技术95抗干扰的硬件措施951抗串模干扰的措施952抗共模干扰的措施953采用双绞线954反射波干扰及抑制955正确连接模拟地和数字地956电源的抗干扰措施957压敏电阻及其应用958瞬变电压抑制器及其应用96抗干扰的软件措施961数字信号输入输出中的软件抗干扰措施962CPU的抗干扰技术97计算机控制系统的容错设计971硬件故障的自诊断技术972软件的容错设计习题第10章计算机控制系统设计101基于现场总线与工业以太网的新型DCS的设计1011新型DCS概述1012现场控制站的组成1013新型DCS通信网络1014新型DCS控制卡的硬件设计1015新型DCS控制卡的软件设计1016控制算法的设计10178通道模拟量输入板卡（8AI）的设计10188通道热电偶输入板卡（8TC）的设计10198通道热电阻输入板卡（8RTD）的设计101104通道模拟量输出板卡（4AO）的设计1011116通道数字量输入板卡（16DI）的设计1011216通道数字量输出板卡（16DO）的设计101138通道脉冲量输入板卡（8PI）的设计102工业锅炉计算机控制系统的设计1021工业锅炉的工作过程1022工业锅炉计算机控制的意义1023工业锅炉计算机控制系统的基本功能1024直接数字控制（DDC）系统的设计1025系统总体设计参考文献

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