编辑推荐
本书全面系统地介绍了计算机控制系统的各个重要组成部分。
内容简介
全书共10章，主要内容为：计算机控制系统的组成、分类、采用的技术和发展趋势；计算机控制系统的总线技术；人机接口技术；过程输入、输出通道；工业机器人与智能系统；计算机控制系统的控制算法；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；计算机控制系统的抗干扰设计与信息安全；计算机控制系统设计实例。
本书可作为高等院校自动化、机器人工程、自动检测、机电一体化、人工智能、电子与电气工程、计算机应用、信息工程等专业的本科教材，同时可以作为相关专业的研究生教材，也适合从事计算机控制系统设计的工程技术人员参考和自学。
作者简介
编著者李正军，山东大学控制科学与工程学院教授，“211工程”重点建设项目“现场总线技术实验室”负责人、控制学院微机课程负责人。中国电气工业协会设备网现场总线分会理事、中华人民共和国机械行业标准《低压电气通信规约》审稿人，全国电器设备网络通信接口标准化委员会委员。
章节目录
版权信息
第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章 绪论
1.1 计算机控制理论的发展过程
1.2 计算机控制系统的概念
1.2.1 常规控制系统
1.2.2 计算机控制系统
1.3 计算机控制系统的组成
1.3.1 计算机控制系统的硬件
1.3.2 计算机控制系统的软件
1.4 计算机控制系统的分类
1.4.1 数据采集系统（DAS）
1.4.2 直接数字控制（DDC）系统
1.4.3 监督控制（SCC）系统
1.4.4 分布式控制系统（DCS）
1.4.5 监控与数据采集（SCADA）系统
1.4.6 现场总线控制系统（FCS）
1.4.7 工业过程计算机集成制造系统（流程CIMS）
1.4.8 网络控制系统（NCS）
1.4.9 复杂流程工业控制系统
1.4.10 嵌入式控制系统（ECS）
1.5 计算机控制系统采用的技术和发展趋势
1.5.1 基于可编程控制器（PLC）的计算机控制系统
1.5.2 采用新型的DCS和FCS控制系统
1.5.3 最优控制（Optimal Control）
1.5.4 自适应控制
1.5.5 人工智能
1.5.6 预测控制
1.5.7 智能控制
1.5.8 综合自动化系统的实现
1.5.9 5G实现“万物互联”的愿景
1.5.10 边缘计算
1.5.11 数字孪生
习题
第2章 计算机控制系统的总线技术
2.1 微处理器与微控制器
2.2 内部总线
2.2.1 PCI总线
2.2.2 PCIe总线
2.2.3 PC104总线
2.3 外部总线
2.3.1 RS-232C串行通信接口
2.3.2 RS-485串行通信接口
习题
第3章 人机接口技术
3.1 独立式键盘接口设计
3.2 矩阵式键盘接口设计
3.2.1 矩阵键盘工作原理
3.2.2 按键的识别方法
3.2.3 键盘的编码
3.3 LED显示器接口设计
3.3.1 显示技术概述
3.3.2 LED显示器的扫描方式
3.4 段型LCD显示器接口设计
3.4.1 LCD的发展过程
3.4.2 LCD的驱动方式
3.5 触摸屏技术及其在工程中的应用
3.5.1 触摸屏发展历程
3.5.2 触摸屏的工作原理
3.5.3 工业常用触摸屏产品介绍
3.5.4 触摸屏在工程中的应用
3.6 打印机接口电路设计
3.6.1 标准Centronics接口
3.6.2 应用实例
习题
第4章 过程输入/输出通道
4.1 传感器
4.1.1 传感器的定义和分类及构成
4.1.2 传感器的基本性能
4.1.3 传感器的应用领域
4.1.4 常用传感器
4.2 变送器
4.2.1 变送器的构成原理
4.2.2 差压变送器
4.2.3 温度变送器
4.3 执行器
4.3.1 概述
4.3.2 执行机构
4.3.3 调节机构
4.4 IEEE 1451智能变送器标准
4.4.1 IEEE 1451简介
4.4.2 IEEE 1451标准综述
4.4.3 IEEE 1451标准结构
4.5 量程自动转换与系统误差的自动校正
4.5.1 模拟量输入信号类型
4.5.2 量程自动转换
4.5.3 系统误差的自动校正
4.6 采样和模拟开关
4.6.1 信号和采样定理
4.6.2 采样/保持器
4.6.3 模拟开关
4.6.4 32通道模拟量输入电路设计实例
4.7 模拟量输入通道
4.8 22位Σ-Δ型A-D转换器ADS1213
4.8.1 ADS1213的引脚介绍
4.8.2 ADS1213的片内寄存器
4.8.3 ADS1213的应用特性
4.8.4 ADS1213与STM32F103的接口
4.9 模拟量输出通道
4.10 12/16位4～20mA串行输入D-A转换器AD5410/AD5420
4.10.1 AD5410/AD5420的引脚介绍
4.10.2 AD5410/AD5420的片内寄存器
4.10.3 AD5410/AD5420的应用特性
4.10.4 AD5410/AD5420的数字接口
4.10.5 AD5410/AD5420与STM32F103的接口
4.11 数字量输入/输出通道
4.11.1 光电耦合器
4.11.2 数字量输入通道
4.11.3 数字量输出通道
4.11.4 脉冲量输入/输出通道
习题
第5章 工业机器人与智能系统
5.1 工业机器人概述
5.1.1 工业机器人的定义
5.1.2 工业机器人的组成
5.1.3 工业机器人的主要特征与表示方法
5.2 工业机器人种类与应用领域
5.2.1 工业机器人种类
5.2.2 工业机器人的应用领域与前沿技术
5.3 工业机器人控制系统与软硬件组成
5.3.1 工业机器人控制系统的基本原理和主要功能
5.3.2 工业机器人控制系统的分层结构
5.3.3 工业机器人控制系统的特性、要求与分类
5.4 智能系统
5.4.1 智能系统的主要特征
5.4.2 智能系统的发展前景
5.5 工业人工智能
5.5.1 工业人工智能概述
5.5.2 工业人工智能的关键技术
5.5.3 工业人工智能应用的典型场景
5.6 智能制造
5.6.1 智能制造和技术体系
5.6.2 智能制造技术
5.6.3 工业大数据与流程工业智能制造
习题
第6章 计算机控制系统的控制算法
6.1 被控对象的数学模型与性能指标
6.1.1 被控对象的动态特性
6.1.2 数学模型的表达形式与要求
6.1.3 计算机控制系统被控对象的传递函数
6.1.4 计算机控制系统的性能指标
6.1.5 对象特性对控制性能的影响
6.2 PID控制
6.2.1 概述
6.2.2 PID调节的作用
6.3 数字PID算法
6.3.1 PID算法
6.3.2 PID算法的仿真
6.3.3 PID算法的改进
6.4 PID参数整定
6.4.1 PID参数对控制性能的影响
6.4.2 采样周期T的选取
6.4.3 扩充临界比例度法
6.5 串级控制
6.5.1 串级控制算法
6.5.2 副回路微分先行串级控制算法
6.6 前馈-反馈控制
6.6.1 前馈控制的结构
6.6.2 前馈-反馈控制的结构
6.6.3 数字前馈-反馈控制算法
6.7 万能试验机控制系统的仿真与快速电压电流转换电路
6.7.1 万能试验机概述
6.7.2 万能试验机控制系统仿真
6.7.3 带有正反馈的快速电压电流转换电路
6.8 数字控制器的直接设计方法
6.8.1 基本概念
6.8.2 最少拍无差系统的设计
6.8.3 最少拍无纹波系统
6.9 大林算法
6.9.1 大林算法的基本形式
6.9.2 振铃现象的消除
6.9.3 大林算法的设计步骤
6.10 史密斯预估控制
6.10.1 史密斯预估控制原理
6.10.2 史密斯预估控制举例
6.11 模糊控制
6.11.1 模糊控制的数学基础
6.11.2 模糊控制系统组成
6.11.3 模糊控制器设计
6.11.4 双输入单输出模糊控制器设计
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的概述
7.1.1 计算机控制系统应用软件的分层结构
7.1.2 计算机控制系统软件的设计策略
7.1.3 计算机控制系统软件的功能和性能指标
7.2 实时多任务系统
7.2.1 实时系统和实时操作系统
7.2.2 实时多任务系统的切换与调度
7.3 现场控制层的软件系统平台
7.3.1 软件系统平台的选择
7.3.2 μC/OS-Ⅱ内核调度基本原理
7.4 计算机控制系统软件的关键技术
7.4.1 COM和ActiveX技术
7.4.2 多线程
7.4.3 网络通信技术
7.4.4 脚本引擎技术
7.5 组态软件数据库系统设计
7.5.1 组态软件中的数据管理
7.5.2 数据库系统结构
7.5.3 组态数据库的设计与实现
7.6 OPC技术
7.6.1 OPC技术概述
7.6.2 OPC关键技术
7.6.3 OPC DA规范
7.6.4 工业控制领域中的OPC应用实例
7.7 Web技术
7.7.1 Web技术概述
7.7.2 Web服务端技术
7.7.3 Web客户端技术
7.7.4 SCADA系统中的Web应用方案设计
7.8 常用数字滤波算法与程序设计
7.8.1 程序判断滤波
7.8.2 中值滤波
7.8.3 算术平均滤波
7.8.4 加权平均滤波
7.8.5 低通滤波
7.8.6 滑动平均滤波
7.9 标度变换与数据处理
7.9.1 线性标度变换
7.9.2 非线性标度变换
7.9.3 数据处理
7.10 工业控制组态软件
7.10.1 人机界面
7.10.2 组态软件的特点
7.10.3 组态软件的功能需求
7.10.4 主要的组态软件介绍
7.11 软件工程
7.11.1 软件危机
7.11.2 软件工程的基本原理与方法学
7.11.3 软件生命周期
7.11.4 总体设计
习题
第8章 现场总线与工业以太网控制网络技术
8.1 现场总线概述
8.1.1 现场总线的产生
8.1.2 现场总线的特点和优点
8.1.3 现场总线标准的制定
8.1.4 现场总线网络的实现
8.2 工业以太网概述
8.2.1 以太网技术
8.2.2 工业以太网技术
8.2.3 工业以太网通信模型
8.2.4 工业以太网的优势
8.2.5 实时以太网
8.2.6 实时工业以太网模型分析
8.2.7 几种实时工业以太网的比较
8.3 现场总线简介
8.3.1 FF
8.3.2 CAN和CAN FD
8.3.3 LonWorks
8.3.4 PROFIBUS
8.4 工业以太网简介
8.4.1 EtherCAT
8.4.2 PROFINET
8.4.3 EPA
8.5 工业互联网技术
8.5.1 工业互联网概述
8.5.2 工业互联网的内涵与特征
8.5.3 工业互联网技术体系
8.5.4 工业互联网平台
习题
第9章 计算机控制系统的抗干扰设计与信息安全
9.1 电磁兼容技术
9.1.1 电磁兼容技术的发展
9.1.2 电磁噪声干扰
9.1.3 电磁噪声的分类
9.1.4 构成电磁干扰问题的三要素
9.1.5 控制工程中的电磁兼容
9.2 抑制电磁干扰的隔离技术
9.2.1 信号的传输隔离
9.2.2 信号的转换隔离
9.2.3 信号的分配隔离
9.2.4 信号的安全隔离
9.2.5 电源隔离
9.3 计算机控制系统可靠性设计
9.3.1 可靠性设计任务
9.3.2 可靠性设计技术
9.4 抗干扰的硬件措施
9.4.1 抗串模干扰的措施
9.4.2 抗共模干扰的措施
9.4.3 采用双绞线
9.4.4 反射波干扰及抑制
9.4.5 正确连接模拟地和数字地
9.4.6 压敏电阻及其应用
9.4.7 TVS瞬变电压抑制器及其应用
9.5 抗干扰的软件措施
9.5.1 数字信号输入/输出中的软件抗干扰措施
9.5.2 CPU软件抗干扰技术
9.6 计算机控制系统的容错设计
9.6.1 硬件故障的自诊断技术
9.6.2 软件的容错设计
9.7 计算机控制系统的信息安全
9.7.1 概述
9.7.2 计算机控制系统体系结构及其脆弱性分析
9.7.3 计算机控制系统信息安全防护措施
习题
第10章 计算机控制系统设计实例
10.1 基于现场总线与工业以太网的分布式控制系统的总体设计
10.1.1 分布式控制系统概述
10.1.2 现场控制站的组成
10.1.3 DCS控制系统通信网络
10.1.4 DCS控制系统控制卡的硬件设计
10.1.5 DCS控制系统控制卡的软件设计
10.1.6 控制算法的设计
10.28 通道模拟量输入智能测控模块（8AI）的设计
10.2.1 8通道模拟量输入智能测控模块的功能概述
10.2.2 8通道模拟量输入智能测控模块的硬件组成
10.2.3 8通道模拟量输入智能测控模块微控制器主电路的设计
10.2.4 8通道模拟量输入智能测控模块的测量与断线检测电路设计
10.2.5 8通道模拟量输入智能测控模块信号调理与通道切换电路的设计
10.3 8通道热电偶输入智能测控模块（8TC）的设计
10.3.1 8通道热电偶输入智能测控模块的功能概述
10.3.2 8通道热电偶输入智能测控模块的硬件组成
10.3.3 8通道热电偶输入智能测控模块的测量与断线检测电路设计
10.4 8通道热电阻输入智能测控模块（8RTD）的设计
10.4.1 8通道热电阻输入智能测控模块的功能概述
10.4.2 8通道热电阻输入智能测控模块的硬件组成
10.4.3 8通道热电阻输入智能测控模块的测量与断线检测电路设计
10.5 4通道模拟量输出智能测控模块（4AO）的设计
10.5.1 4通道模拟量输出智能测控模块的功能概述
10.5.2 4通道模拟量输出智能测控模块的硬件组成
10.5.3 4通道模拟量输出智能测控模块的PWM输出与断线检测电路设计
10.5.4 4通道模拟量输出智能测控模块自检电路设计
10.5.5 4通道模拟量智能测控模块输出算法设计
10.6 16通道数字量输入智能测控模块（16DI）的设计
10.6.1 16通道数字量输入智能测控模块的功能概述
10.6.2 16通道数字量输入智能测控模块的硬件组成
10.6.3 16通道数字量输入智能测控模块信号预处理电路的设计
10.6.4 16通道数字量输入智能测控模块信号检测电路的设计
10.7 16通道数字量输出智能测控模块（16DO）的设计
10.7.1 16通道数字量输出智能测控模块的功能概述
10.7.2 16通道数字量输出智能测控模块的硬件组成
10.7.3 16通道数字量输出智能测控模块开漏极输出电路的设计
10.7.4 16通道数字量输出智能测控模块输出自检电路的设计
10.7.5 16通道数字量输出智能测控模块外配电压检测电路的设计
10.8 8通道脉冲量输入智能测控模块（8PI）的设计
10.8.1 8通道脉冲量输入智能测控模块的功能概述
10.8.2 8通道脉冲量输入智能测控模块的硬件组成
10.9 DCS系统可靠性与安全性技术
10.9.1 可靠性技术的发展过程
10.9.2 可靠性基本概念和术语
10.9.3 可靠性设计的内容
10.9.4 系统安全性
10.9.5 软件可靠性
参考文献
计算机控制系统（第4版）是2022年由机械工业出版社出版,作者李正军 编著。
得书感谢您对《计算机控制系统（第4版）》关注和支持，如本书内容有不良信息或侵权等情形的，请联系本网站。
