本书是作者在多年教学、科研工作经验的基础上，对计算机控制技术课程结构进行了深入细致的研究，并吸取了国内外最新的自动控制技术，针对以本科教学为主的工科院校，培养应用型、复合型人才为主要目标，本书基础理论与实用技术并重，重点是让学生掌握基本的计算机控制理论知识、工程应用技术及系统设计方法，培养创新思维。

本书以PC总线工业控制机、单片机为控制工具，系统地阐述了计算机控制系统的设计和工程实现方法。内容包括：计算机控制系统的组成、特点及发展趋势；输入输出接口与过程通道；数字程序控制技术；数字控制器设计方法；控制系统软件设计方法；网络控制系统；智能控制基础；计算机控制系统工程设计与实现。

本书的编写体系新颖，兼顾理论基础与实际应用，突出了系统性和实践性，并充实了计算机控制领域最新的技术理论和方法及作者的部分科研成果。

本书可作为高等院校自动化、测控技术、电子与电气工程、机电一体化等专业的教材，也可供这些领域的工程技术人员用作参考书或培训教材。

第1章 计算机控制系统概述

 1.1 计算机控制系统特征与组成

1.1.1 计算机控制系统的特征与工作原理

1.1.2 计算机控制系统的硬件组成

1.1.3 计算机控制系统的软件

 1.2 计算机控制系统的分类

1.2.1 操作指导控制系统

1.2.2 直接数字控制系统

1.2.3 监督计算机控制系统

1.2.4 集散控制系统

1.2.5 现场总线控制系统

1.2.6 计算机集成制造系统

 1.3 计算机控制的发展概况及趋势

1.3.1 计算机控制的发展过程

1.3.2 计算机控制理论与新型控制策略

1.3.3 计算机控制系统的发展趋势

 习题1

第2章 工业控制计算机

 2.1 工控机

2.1.1 工控机的组成与特点

2.1.2 工控机的总线结构

2.1.3 工控机I／O模块

2.1.4 工控机的主要类型及其选型

 2.2 可编程控制器

2.2.1 可编程控制器的特点与分类

2.2.2 可编程控制器的基本结构

2.2.3 可编程控制器产品

 2.3 单片微型计算机

2.3.1 单片机的特点与发展趋势

2.3.2 单片机特性及应用系统

2.3.3 单片机产品与选择

 习题2

第3章 I/O接口与过程通道

 3.1 数字量I/O通道

3.1.1 数字量I/O接口技术

3.1.2 数字量输入通道

3.1.3 数字量输出通道

 3.2 模拟量输入通道

3.2.1 模拟量输入通道的组成

3.2.2 信号调理

3.2.3 多路转换器

3.2.4 信号的采样和量化

3.2.5 采样保持器

3.2.6 A／D转换器

3.2.7 A／D转换器接口设计

3.2.8 A／D转换器与PC接口

 3.3 模拟量输出通道

3.3.1 模拟量输出通道的结构形式

3.3.2 D／A转换器

3.3.3 D／A转换器与接口技术

3.3.4 D／A转换器与PC接口

3.3.5 D／A转换器的输出形式

3.3.6 V／I变换

 3.4 D／A、A／D转换器的电源、接地与布线

 3.5 硬件抗干扰技术

3.5.1 过程通道抗干扰技术

3.5.2 系统供电与接地技术

 习题3

第4章 顺序控制与数字控制技术

 4.1 顺序控制技术

4.1.1 顺序控制概述

4.1.2 顺序控制系统的组成

4.1.3 微机顺序控制系统应用案例

 4.2 数字程序控制技术

4.2.1 数字程序控制基础

4.2.2 逐点比较法插补原理

4.2.3 步进电机控制技术

 习题4

第5章 数字控制器设计

 5.1 数字控制器的模拟化设计

5.1.1 数字控制器的模拟化设计步骤

5.1.2 数字PID控制器

5.1.3 数字PID控制器的改进

5.1.4 数字PID控制器参数的整定

 5.2 计算机控制系统的离散化设计

5.2.1 数字控制器的离散化设计步骤

5.2.2 最少拍控制器设计

5.2.3 最少拍无波纹控制器设计

 5.3 大林算法

5.3.1 大林算法的基本形式

5.3.2 振铃现象及其消除方法

 5．4 动态矩阵控制算法

5.4.1 预测模型

5.4.2 最优控制

5.4.3 反馈校正

 5.5 数字控制器的计算机实现

5.5.1 直接程序法

5.5.2 串联程序法

5.5.3 并行程序法

5.5.4 数字控制器设计

 习题5

第6章 控制系统的数据处理技术

 6.1 程序设计技术

6.1.1 程序设计的步骤与方法

6.1.2 工业控制组态软件

 6.2 测量数据预处理技术

6.2.1 系统误差的自动校准

6.2.2 线性化处理

6.2.3 标度变换

6.2.4 插值算法

6.2.5 越限报警处理

 6.3 查表及数据排序技术

6.3.1 数据排序技术

6.3.2 查表技术

 6.4 软件抗干扰技术

6.4.1 数字滤波技术

6.4.2 输入输出数字量的软件抗干扰技术

6.4.3 指令冗余技术

6.4.4 软件陷阱技术

 习题6

第7章 复杂控制技术

 7.1 串级控制技术

7.1.1 串级控制的结构和原理

7.1.2 数字串级控制算法

7.1.3 动态矩阵-PID串级控制

 7.2 前馈-反馈控制算法

7.2.1 前馈-反馈控制结构

7.2.2 数字前馈-反馈控制算法

 7.3 Smith预估控制

7.3.1 Smith预估控制原理

7.3.2 具有纯滞后补偿的数字控制器的实现

 习题7

第8章 计算机控制系统设计与实现

 8.1 系统设计的原则与步骤

8.1.1 系统设计的原则

8.1.2 系统设计的步骤

 8.2 系统的工程设计与实现

8.2.1 系统总体方案设计

8.2.2 硬件的工程设计与实现

8.2.3 软件的工程设计与实现

8.2.4 系统的调试与运行

 8.3 电热油炉温度单片机控制系统设计

8.3.1 控制任务与工艺要求

8.3.2 硬件系统设计

8.3.3 数学模型与控制算法

8.3.4 软件设计

 8.4 角位置伺服系统IPC控制设计

8.4.1 系统概述

8.4.2 硬件设计

8.4.3 软件设计

 习题8

第9章 智能控制技术基础

 9.1 绪论

9.1.1 智能控制的基本概念

9.1.2 智能控制系统

 9.2 基于模糊推理的智能控制

9.2.1 模糊控制系统的基本原理

9.2.2 模糊数学基础

9.2.3 模糊控制器的设计

 9.3 人工神经网络

9.3.1 神经网络的基本原理和结构

9.3.2 感知器和反传(BP)网络

9.3.3 神经网络控制

 习题9

第10章 控制网络技术

 10.1 工业控制网络概述

10.1.1 企业信息化与自动化

10.1.2 控制网络的特点

10.1.3 控制网络的类型

 10.2 控制网络技术基础

10.2.1 网络拓扑结构

lO.2.2 介质访问控制技术

10.2.3 差错控制技术

10.2.4 网络协议及其层次结构

10.2.5 TCP／IP参考模型概述

 10.3 工业以太网

10.3.1 工业以太网与以太网

10.3.2 以太网的优势

10.3.3 工业以太网的关键技术

lO.3.4 目前应用的工业以太网协议

 10.4 现场总线技术

10.4.1 现场总线技术概述

10.4.2 典型的现场总线

 10.5 集散控制系统

10.5.1 DCS概述

10.5.2 DCS的分散过程控制级

10.5.3 DCS的集中操作监控级

10.5.4 DCS的综合信息管理级

 习题10

参考文献