測控系統原理與設計（第4版）

第1章 緒 論

1.1 測控系統的地位與作用

1.2 測控系統微機化的重要意義

1.3 微機化測控系統的類型和組成

1.3.1 微機化檢測系統

1.3.2 微機化控制系統

1.3.3 微機化測控系統

1.4 本課程的內容與性質

思考題與習題

第2章 測控通道(輸入/輸出通道)

2.1 模擬輸入通道

2.1.1 模擬輸入通道的基本類型與組成結構

2.1.2 傳感器的選用

2.1.3 信號調理電路的參數設計和選擇

2.1.4 采集電路的參數設計和選擇

2.1.5 模擬輸入通道的誤差分配與綜合

2.2 模擬輸出通道

2.2.1 模擬輸出通道的基本理論

2.2.2 模擬輸出通道的基本結構

2.2.3 模擬輸出通道組成電路的選用

2.3 開關量輸入/輸出通道

2.3.1 開關量輸入通道

2.3.2 開關量輸出通道

2.3.3 開關量輸入/輸出通道設計舉例

2.4 單元電路的級聯設計

2.4.1 電氣性能的相互匹配

2.4.2 信號耦合與時序配合

2.4.3 電平轉換接口

思考題與習題

第3章 主機及其接口

3.1 主機電路

3.1.1 基于PC機的主機電路

3.1.2 基于單片機的主機電路

3.2 輸入通道接口

3.2.1 并行A/D接口

3.2.2 串行 A/D接口

3.2.3 VFC接口

3.3 輸出通道接口

3.3.1 并行D/A 接口

3.3.2 串行D/A 接口

3.3.3 功率接口

3.4 人機接口

3.4.1 顯示器接口

3.4.2 鍵盤接口

3.4.3 鍵盤/顯示器接口

3.4.4 打印機接口

3.4.5 報警器接口

3.5 通信接口

3.5.1 RS-232C標準

3.5.2 串行通信接口電路

3.5.3 MCS 51單片機與IBM PC計算機的數據通信

3.5.4 RS 422標準和RS-423標準

思考題與習題

第4章 測控總線技術

4.1 測控總線概述

4.1.1 總線的基本概念

4.1.2 總線的性能和標準

4.1.3 常用的測控總線

4.2 測控機箱底板總線

4.2.1 VXI總線

4.2.2 PCI和CPCI總線

4.2.3 PXI總線

4.3 測控機箱與計算機互聯總線

4.3.1 GPIB總線

4.3.2 USB總線

4.3.3 IEEE 1394總線

思考題與習題

第5章 測量數據處理

5.1 測量數據的產生過程和影響因素

5.1.1 測量數據的產生過程

5.1.2 測量數據的影響因素

5.2 零位和靈敏度的誤差校正

5.2.1 零位誤差和靈敏度誤差

5.2.2 軟件校正方法

5.2.3 硬件校正方法

5.3 量程自動切換

5.3.1 量程切換的依據

5.3.2 量程切換的方法

5.4 超限自動報警

5.4.1 超限報警處理程序設計

5.4.2 超限報警系統設計實例

5.5 標度變換

5.5.1 硬件實現方法

5.5.2 軟件實現方法

5.6 非線性校正算法

5.6.1 查表法

5.6.2 插值法

5.6.3 擬合法

5.7 數字濾波

5.7.1 限幅濾波和中位值濾波

5.7.2 平均濾波

5.7.3 低通濾波

5.7.4 復合濾波

思考題與習題

第6章 PID 控制算法

6.1 PID控制原理與程序流程

6.1.1 過程控制的基本概念

6.1.2 模擬PID調節(jié)器

6.1.3 數字PID控制器

6.1.4 PID算法的程序流程

6.2 標準PID算法的改進

6.2.1 微分項的改進

6.2.2 積分項的改進

6.3 數字PID的參數整定

6.3.1 采樣周期的選擇

6.3.2 數字PID控制的參數整定

6.4 數字PID控制的工程實現

6.4.1 給定值和被控量處理

6.4.2 偏差處理

6.4.3 控制算法的實現

6.4.4 控制量處理

6.4.5 自動/手動切換

思考題與習題

第7章 監(jiān)控程序設計

7.1 監(jiān)控程序的功能和組成

7.2 監(jiān)控主程序和初始化管理

7.2.1 監(jiān)控主程序

7.2.2 初始化管理

7.3 鍵盤管理

7.3.1 一鍵一義的鍵盤管理

7.3.2 一鍵多義的鍵盤管理

7.3.3 自動/手動切換

7.4 顯示、中斷與時鐘管理

7.4.1 顯示管理

7.4.2 中斷管理

7.4.3 時鐘管理

7.5 硬件故障的自檢

7.5.1 自檢方式

7.5.2 自檢算法

7.5.3 自檢軟件

思考題與習題

第8章 抗干擾技術

8.1 噪聲干擾的形成

8.1.1 噪聲源

8.1.2 噪聲的耦合方式

8.1.3 噪聲的干擾模式

8.2 硬件抗干擾技術

8.2.1 接地技術

8.2.2 屏蔽技術

8.2.3 長線傳輸的干擾及抑制

8.2.4 共模干擾的抑制

8.2.5 差模干擾的抑制

8.2.6 供電系統抗干擾

8.2.7 印刷電路板抗干擾

8.3 軟件抗干擾技術

8.3.1 軟件冗余技術

8.3.2 軟件陷阱技術

8.3.3 “看門狗”技術

思考題與習題

第9章 微機化測控系統設計及實例

9.1 設計要求和研制過程

9.1.1 設計的基本要求

9.1.2 設計的研制過程

9.2 總體設計

9.3 硬件設計

9.3.1 元器件的選擇

9.3.2 電路設計的原則

9.3.3 硬件電路研制過程

9.4 軟件設計

9.4.1 軟件研制過程

9.4.2 軟件設計的依據———系統定義

9.4.3 軟件設計方法

9.4.4 軟件的測試和運行

9.5 設計實例

9.5.1 電冰箱溫度測控系統設計

9.5.2 防盜報警系統設計

思考題與習題

第10章 測控系統新技術

10.1 現場總線控制系統

10.1.1 計算機測控系統的發(fā)展歷程

10.1.2 現場總線控制系統的特點

10.1.3 幾種主要的現場總線

10.2 網絡化測控系統

10.2.1 網絡化測控系統的發(fā)展

10.2.2 網絡化測控系統的結構

10.2.3 網絡化測控系統功能與特點

10.3 虛擬儀器

10.3.1 虛擬儀器的概念

10.3.2 虛擬儀器的組成特點

10.3.3 虛擬儀器的體系結構

10.4 無線電測控與5G技術

10.4.1 無線電測控系統概述

10.4.2 5G技術及應用

10.4.3 5G無人機技術及應用

思考題與習題

參考文獻