計算機(jī)控制系統(tǒng)

第1章 計算機(jī)控制系統(tǒng)概述
1.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
1.1.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成
1.1.2 計算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1.1.3 計算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.2 計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類
1.2.1 計算機(jī)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)
1.2.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)
1.2.3 監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)
1.2.4 集散控制系統(tǒng)
1.2.5 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
1.2.6 計算機(jī)集成制造控制系統(tǒng)
1.3 計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展前景
1.3.1 開放化
1.3.2 小型化
1.3.3 智能化
第2章 計算機(jī)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)
2.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)的信號變換
2.1.1 信號的種類
2.1.2 A／D轉(zhuǎn)換器與采樣定理
2.1.3 D／A轉(zhuǎn)換器與保持器
2.1.4 計算機(jī)控制系統(tǒng)的簡化結(jié)構(gòu)圖
2.2 線性離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述方法
2.2.1 差分方程
2.2.2 Z變換
2.2.3 Z變換的基本定理
2.2.4 Z反變換
2.2.5 用Z變換解差分方程
2.3 脈沖傳遞函數(shù)
2.3.1 脈沖傳遞函數(shù)的定義
2.3.2 脈沖傳遞函數(shù)的求法
2.3.3 離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的等效變換
2.4 線性離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差
2.4.1 穩(wěn)定性
2.4.2 穩(wěn)態(tài)誤差
第3章 數(shù)字Pm控制器
3.1 數(shù)字控制器的設(shè)計方法
3.1.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)的等效結(jié)構(gòu)圖
3.1.2 數(shù)字控制器的間接設(shè)計方法
3.2 PID控制算法
3.2.1 模擬PID控制器
3.2.2 數(shù)字：PID控制器
3.3 PID算法的幾種改進(jìn)形式
3.3.1 帶有死區(qū)的PID控制算法
3.3.2 抗積分飽和的PID算法
3.3.3 不完全微分的PID控制算法
3.3.4 對象具有純滯后的PHD控制
3.4 PID控制器的參數(shù)整定
3.4.1 經(jīng)驗(yàn)法
3.4.2 試湊法
3.4.3 擴(kuò)充臨界比例帶法
3.4.4 擴(kuò)充階躍響應(yīng)法
3.4.5 參數(shù)尋優(yōu)方法
3.4.6 自整定PID算法
3.5 自抗擾控制器
3.5.1 PID控制器的缺點(diǎn)
3.5.2 自抗擾控制器的結(jié)構(gòu)
3.5.3 仿真實(shí)例
第4章 數(shù)字控制器的直接設(shè)計方法
4.1 直接設(shè)計法的原理與步驟
4.2 最少拍系統(tǒng)設(shè)計
4.2.1 最少拍系統(tǒng)D（z）的設(shè)計
4.2.2 最少拍系統(tǒng)的調(diào)整時間
4.2.3 數(shù)字控制器的可實(shí)現(xiàn)條件
4.2.4 最少拍系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4.3 最少拍無紋波系統(tǒng)設(shè)計
4.4 大林算法
4.4.1 大林算法的基本形式
4.4.2 振鈴的強(qiáng)弱及振鈴的消除方法
4.5 數(shù)字控制器D（z）的實(shí)現(xiàn)
4.5.1 直接程序設(shè)計法
4.5.2 串行程序設(shè)計法
4.5.3 并行程序設(shè)計法
第5章 基于狀態(tài)空間方程的設(shè)計方法
5.1 離散時間系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
5.1.1 由差分方程建立離散狀態(tài)空間方程
5.1.2 由脈沖傳遞函數(shù)建立離散狀態(tài)空間方程
5.1.3 線性連續(xù)系統(tǒng)的離散化
5.1.4 離散狀態(tài)方程求解
5.1.5 線性離散系統(tǒng)的傳遞矩陣和特征方程
5.2 離散時間系統(tǒng)的能控性、能觀性與穩(wěn)定性
5.2.1 能控性及其判據(jù)
5.2.2 能觀性及其判據(jù)
5.2.3 穩(wěn)定性
5.3 狀態(tài)反饋控制
5.3.1 狀態(tài)反饋
5.3.2 極點(diǎn)配置
5.4 狀態(tài)觀測器
5.4.1 開環(huán)估計器
5.4.2 閉環(huán)狀態(tài)觀測器
5.4.3 帶有狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)
5.5 線性二次型最優(yōu)控制
5.5.1 性能指標(biāo)
5.5.2 離散系統(tǒng)的無限時間二次型最優(yōu)控制
5.5.3 離散系統(tǒng)的有限時間二次型最優(yōu)控制
第6章 模型預(yù)測控制
6.1 MPC的基本原理
6.1.1 MPC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
6.1.2 一個簡單的例子
6.2 典型的模型預(yù)測控制算法
6.2.1 動態(tài)矩陣控制
6.2.2 模型算法控制
6.2.3 廣義預(yù)測控制
第7章 模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
7.1 模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
7.1.1 模糊集合與模糊關(guān)系
7.1.2 模糊推理
7.2 模糊控制的基本原理
7.2.1 模糊化
7.2.2 知識庫
7.2.3 模糊推理與解模糊化
7.2.4 模糊控制的應(yīng)用實(shí)例
7.3 模糊控制與PID的結(jié)合
7.3.1 模糊-PID復(fù)合控制
7.3.2 模糊自適應(yīng)PID控制
7.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
7.4.1 神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型
7.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
7.4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)規(guī)則
7.4.4 典型前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BP網(wǎng)絡(luò)）
7.5 單神經(jīng)元PID控制
第8章 過程輸入輸出通道
8.1 模擬量輸入通道
8.1.1 傳感器
8.1.2 信號處理
8.1.3 多路轉(zhuǎn)換開關(guān)
8.1.4 放大器
8.1.5 采樣保持器
8.1.6 模數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換器
8.2 模擬量輸出通道
8.2.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器
8.2.2 電壓/電流變換器
8.3 數(shù)字量輸入通道
8.3.1 開關(guān)量輸入通道
8.3.2 脈沖量輸入通道
8.3.3 中斷輸人通道
8.4 數(shù)字量輸出通道
8.4.1 功率開關(guān)驅(qū)動
8.4.2 開關(guān)執(zhí)行器
8.5 通道中的隔離電路
8.5.1 數(shù)字隔離電路
8.5.2 模擬隔離放大器
第9章 人機(jī)接口技術(shù)
9.1 概述
9.2 信息輸入裝置
9.2.1 電位器輸入裝置
9.2.2 撥碼盤輸入裝置
9.2.3 鍵盤輸入裝置
9.2.4 鼠標(biāo)輸入裝置
9.2.5 掃描儀輸入裝置
9.3 信息輸出裝置
9.3.1 發(fā)光二極管顯示器及接口電路
9.3.2 液晶顯示器及接口電路
9.3.3 圖形顯示器
9.3.4 微型打印機(jī)
9.4 觸摸屏
9.4.1 觸摸屏的工作原理
9.4.2 觸摸屏的三個基本技術(shù)特性
9.4.3 觸摸屏的主要類型
9.5 鍵盤顯示器典型接口電路-
9.5.1 串行口硬件譯碼鍵盤顯示器接口
9.5.2 8279鍵盤顯示器接口
9.5.3 8279鍵盤顯示器應(yīng)用及編程方法
第10章 抗干擾技術(shù)
10.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)干擾的來源及分類
10.1.1 干擾的來源
10.1.2 干擾的分類
10.2 幾種主要干擾的抑制方法
10.2.1 電源噪聲的抑制
10.2.2 過程通道的干擾抑制
10.2.3 接地技術(shù)
10.2.4 布線的抗干擾技術(shù)
10.2.5 CPU抗干擾技術(shù)
第11章 微型計算機(jī)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計
11.1 微型計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的方法和步驟
11.1.1 系統(tǒng)工程設(shè)計的基本要求
11.1.2 系統(tǒng)工程設(shè)計的特點(diǎn)
11.1.3 確定系統(tǒng)總體控制方案
11.1.4 建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并確定控制算法
11.1.5 微型機(jī)與接口電路的選擇
11.1.6 系統(tǒng)總體設(shè)計
11.2 全數(shù)字位置隨動系統(tǒng)設(shè)計
11.2.1 系統(tǒng)基本單元設(shè)計
11.2.2 數(shù)字觸發(fā)器設(shè)計
11.2.3 數(shù)字控制器設(shè)計
11.2.4 系統(tǒng)的主程序框圖及程序清單
11.3 全數(shù)字雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
11.3.1 系統(tǒng)組成原理
11.3.2 系統(tǒng)各單元設(shè)計
11.3.3 系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)計算
11.3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
11.4 微機(jī)控制的恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)設(shè)計
11.4.1 系統(tǒng)主要單元設(shè)計
11.4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
11.5 數(shù)字式呼吸機(jī)控制器設(shè)計
11.5.1 控制器組成原理
11.5.2 控制器單元硬件設(shè)計
11.5.3 控制器軟件設(shè)計
第12章 工控機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)
12.1 工控機(jī)系統(tǒng)
12.1.1 工控機(jī)系統(tǒng)的組成
12.1.2 工控機(jī)的結(jié)構(gòu)
12.1.3 工控機(jī)的I／O接口信號模板
12.1.4 工控機(jī)的應(yīng)用實(shí)例
12.2 集散控制系統(tǒng)
12.2.1 DCS的基本結(jié)構(gòu)
12.2.2 DCS的硬件構(gòu)成
12.2.3 DCS的軟件構(gòu)成
12.2.4 DCS的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
12.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
12.3.1 現(xiàn)場總線概述
12.3.2 FCS的技術(shù)特點(diǎn)
12.3.3 幾種有影響的現(xiàn)場總線
附錄哪計算程序
參考文獻(xiàn)