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| 內容簡介： |
本书在新工科建设背景下，从工程实际出发，以主流机型PC总线工业控制计算机为控制工具，并以C语言为编程语言，系统阐述了微型计算机控制系统的原理、设计及工程实现方法。内容包括：微型计算机控制系统的组成、典型形式、发展概况及趋势；PC总线工控机和专用控制器介绍；输入输出接口及输入输出通道；数字控制器的模拟化设计技术；数字控制器的直接设计技术；现代控制技术；微型计算机控制系统应用软件；组态软件应用技术；微型计算机控制系统设计的一般原则、步骤和实例；微型计算机控制系统的可靠性设计；网络集成计算机控制系统；计算机智能制造技术。本书内容新颖，紧密联系工程实际，系统性和实用性强。
本书既可作为高等学校各类自动化、电子与电气工程、计算机应用、机电一体化等专业的教材，也可作为有关技术人员的参考书。
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| 目錄：
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出版说明
前言
第1章微型计算机控制系统概述1
11微型计算机控制系统的概念2
12微型计算机控制系统的组成3
121微型计算机控制系统硬件3
122微型计算机控制系统软件5
13微型计算机控制系统的典型形式5
131操作指导控制系统 6
132直接数字控制系统6
133监督控制系统6
134集散控制系统7
135现场总线控制系统7
14典型工业受控对象及其微型计算机
控制系统8
141微型计算机过程控制系统 8
142微型计算机运动控制系统 9
15实用计算机控制设备介绍10
151工业控制计算机的主要类别10
152主要计算机控制设备生产厂商11
16计算机控制系统的发展概况及趋势12
161计算机控制系统的发展概况 12
162计算机控制系统的发展趋势16
17小结17
18习题17
第2章PC总线工控机和专用控制
器介绍18
21工控机的主要特点及结构18
211工控机的特点18
212PC总线工控机的结构19
22PC总线标准规范20
221概述20
222ISA总线标准22
223PCI总线标准24
224PCIE总线标准28
23PC总线工控机主要类型、主板及扩
展板卡34
231PC总线工业控制机主要类型34
232PC总线工业控制机主板35
233PC总线工业控制机IO板卡36
24专用控制器介绍37
241专用控制器的分类37
242UMAC多轴运动控制器39
243温度控制器43
25小结44
26习题44
第3章输入输出接口技术及输入输出
通道45
31输入输出接口与输入输出通道45
32数据信息的输入输出控制方式47
321查询控制方式47
322中断控制方式49
323DMA控制方式51
33数字量输入输出通道和模拟量输入输出
通道的基本组成51
331数字量输入通道的信号调理51
332数字量输出通道的信号调理52
333模拟量输入通道的信号调理54
334模拟量输出通道的信号调理60
335脉冲量输入输出接口设计62
34基于板卡的输入输出接口与通道的
设计63
35基于计算机通信接口的输入输出接口与
通道的设计64
36多回路温度控制系统输入输出通道与接口
设计66
37小结66
38习题66
第4章数字控制器的模拟化设计
技术68
41数字控制器的模拟化设计步骤69
42数字PID控制器的设计74
421模拟PID调节器74
422数字PID控制器74
43数字PID控制器的改进77
431积分作用的改进77
432微分作用的改进80
433带死区的PID控制82
434自适应PID控制82
435模糊PID控制84
44数字PID控制器的参数整定85
441凑试法确定PID参数86
442实验经验法确定PID参数87
443自整定PID方法89
444按二阶工程设计法设计数字
控制器90
45小结94
46习题94
第5章数字控制器的直接设计技术96
51数字控制器的直接设计步骤96
52最少拍无差系统的设计97
521典型输入下最少拍控制系统的设计
分析98
522最少拍快速有波纹系统设计的一般
方法103
523最少拍无波纹控制系统设计107
524最少拍控制系统的局限性110
53达林控制算法112
531达林算法的数字控制器设计112
532振铃现象及其抑制115
54小结118
55习题118
第6章现代控制技术121
61现代控制技术概述121
62自适应控制122
621模型参考自适应控制123
622自校正控制124
623PID自整定调节器127
63模糊控制128
631模糊控制系统原理128
632模糊自适应整定PID控制133
64小结135
65习题136
第7章微型计算机控制系统应用
软件137
71微型计算机控制系统软件概述137
711基本功能137
712应用程序设计步骤138
713程序设计方法139
714程序设计语言选择140
72常用控制程序设计141
721报警程序设计 141
722数字滤波程序设计143
723线性化处理程序设计 153
724标度变换程序设计 155
725PID算法程序设计 157
73小结167
74习题168
第8章组态软件应用技术169
81组态软件概述169
82常用组态软件基础170
821实时工业控制软件包iFIX172
822MCGS组态软件174
823WinCC组态软件176
83项目案例组态软件应用180
831被控对象的分析与描述180
832监控软件的设计181
84小结192
85习题192
第9章微型计算机控制系统设计及应用
实例193
91微型计算机控制系统设计的一般原则和
步骤193
911系统设计的原则193
912系统设计的步骤194
92微型计算机控制系统设计实例197
921温度控制系统的硬件设计197
922温度控制系统的软件设计200
93小结203
94习题204
第10章微型计算机控制系统的可靠性
设计205
101微型计算机控制系统可靠性
概述205
1011可靠性的基本概念205
1012系统可靠性分析206
1013系统故障的来源207
1014提高系统可靠性的途径208
102噪声传播途径及其抑制措施208
1021噪声的种类及其特点208
1022抗干扰三要素及其应用211
1023噪声传播途径及其抑制
方法213
103数字电路的抗干扰设计227
1031数字电路抗干扰概述227
1032数字电路外部干扰及其抑制
方法229
1033数字电路的内部干扰及其
抑制230
104印制电路板抗干扰设计235
1041单面、双面印制电路板的抗干
扰设计235
1042多层印制电路板叠层设计237
1043印制电路板布线技术及其
应用237
1044印制电路板的地线设计及其
应用243
1045印制电路板的终端匹配方法247
105微型计算机电路抗干扰设计247
1051增加总线的抗干扰能力247
1052系统的防辐射措施248
1053抑制存储器产生的噪声249
1054微机系统的装接设计249
106软件系统可靠性设计250
107小结254
108习题255
第11章网络集成计算机控制
系统256
111集散控制系统简介256
1111DCS概述256
1112DCS的分散过程控制级257
1113DCS的集中操作管理级258
1114DCS的综合信息管理级258
1115DCS的数据通信258
1116DCS构成实例259
112现场总线控制系统简介261
1121现场总线概述261
1122现场总线的发展背景与趋势263
1123现场总线标准265
1124现场总线控制系统266
1125现场总线对ＤＣＳ结构的影响267
113FCS与DCS的比较268
114小结269
115习题269
第12章计算机智能制造技术270
121智能制造技术简介270
1211智能制造技术的背景和发展270
1212智能制造技术体系271
122智能制造内容272
1221智能产品272
1222智能制造过程272
1223智能制造模式275
123智能制造中的计算机控制技术276
124齿轮箱组装生产线的智能制造
系统277
1241系统目标277
1242系统总体架构278
1243系统硬件拓扑结构设计279
125小结280
126习题280
附录采样系统的Z变换281
参考文献286
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| 內容試閱：
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前言
随着微电子技术、计算机技术和人工智能技术的发展，微型计算机已成为实现工业控制的重要手段。微型计算机控制技术是一门实用技术，它主要研究如何将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。《微型计算机控制技术》是我国高等学校各类自动化、电子与电气工程、计算机应用、机电一体化等专业的主干专业课程，同时也是用人单位十分关注、重点考核上述各专业学生的课程之一。
本书与2005年8月首版，为紧密联系工程实际，在当时同类教材硬件上多一直沿袭以Intel80868088微型计算机为背景机并采用从芯片到系统的传统编写模式、软件上采用汇编语言进行讲授的背景下，率先基于工业现场主流采用的工业控制计算机、实际工程开发主流采用的C语言等重构并更新了教材内容。目前，在新时代本科教育发展的新形势下，基于“新工科”人才培养理念，结合未来新兴产业和新经济发展需要，本书一是通过校企联合编写，新增微型计算机控制系统基于CAN总线和EtherCAT总线的输入输出通道设计方案、组态软件应用技术及实际工程项目案例，并新增机器人计算机控制系统主流采用的UMAC多轴运动控制器等，同时进一步完善了微型计算机控制系统温度控制项目实例的总线接口电路设计方案等，以进一步增强本书内容的工程实用性；二是新增微型计算机控制系统的模糊控制技术、模糊PID控制的C语言代码编写，以及智能制造中的计算机控制技术及项目案例等，以突出人工智能技术与计算机控制技术的结合，进一步增强本书内容的新颖性。
全书共分十二章。第1章主要介绍了微型计算机控制系统的概念、组成、典型形式、发展概况及趋势，以及典型工业受控对象及实用计算机控制设备；第2章主要介绍工业控制计算机的主要特点及结构、PC总线标准规范、PC总线工控机的主要类型、主板及扩展板卡，以及UMAC等专用控制器介绍；第3章主要介绍输入输出接口设计、输入输出控制方式、输入输出通道的基本组成，基于板卡、计算机通讯接口的输入输出接口与通道设计，以及多回路温度控制系统输入输出接口与通道设计实例；第4章介绍数字控制器的模拟化设计技术，包括数字控制器的模拟化设计步骤、数字PID控制器的设计、改进及其参数整定；第5章介绍数字控制器的直接设计技术，包括数字控制器的直接设计步骤、最少拍快速有波纹系统设计、最少拍无波纹控制系统设计及达林控制算法；第6章介绍自适应控制、模糊控制等现代控制技术；第7章主要介绍微型计算机控制系统应用软件设计，包括常用控制程序设计等；第8章介绍微型计算机控制系统组态软件应用技术，包括项目案例等；第9章从系统角度出发，介绍微型计算机控制系统设计的一般原则和步骤，并以温度控制为例，详细介绍了微型计算机控制系统的硬件及软件设计；第10章介绍微型计算机控制系统的可靠性设计，包括数字电路、印制电路板、微型计算机电路的抗干扰设计及软件系统的可靠性设计；第11章简介网络集成计算机控制系统，包括计算机集散控制系统、现场总线控制系统及其二者的比较；第12章简介智能制造技术、智能制造中的计算机控制技术，以及项目案例。
本课程建议授课学时为45～60小时，实验学时为10～20小时，并要求先修C语言、微机原理及自动控制原理。
本书第1、4、5章由高国琴编写；第2章由潘天红、方志明编写；第3章由盛占石编写；第6、10章由方志明编写；第7章由潘天红编写；第8章由潘天红、李领（镇江领强能源工程技术有限公司）编写；第9章由盛占石、柳航群（深圳赛源电气技术有限公司）编写；第11章由张浩编写；第12章由张军编写。全书由高国琴统稿。
衷心感谢所引用参考文献的各位作者。由于笔者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者谅解，并提出宝贵意见。
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