計算機控制技術

1 緒論
  1.1 計算機控制系統概況
    1.1.1 計算機控制系統的一般概念
    1.1.2 計算機控制系統的特點
    1.1.3 計算機控制系統的性能指標
  1.2 計算機控制系統的組成和分類
    1.2.1 計算機控制系統的組成
    1.2.2 計算機控制系統的分類
  1.3 計算機控制系統的發(fā)展概況及趨勢
    1.3.1 計算機控制系統的發(fā)展概況
    1.3.2 計算機控制系統的發(fā)展趨勢
  本章小結
  思考與練習
2 輸入／輸出過程通道與接口技術
  2.1 模擬量輸出通道
    2.1.1 模擬量輸出通道的結構形式
    2.1.2 D／A轉換器原理及器件
    2.1.3 D／A轉換器接口技術
    2.1.4 D／A轉換模板的標準化設計
  2.2 模擬量輸入通道
    2.2.1 模擬量輸入通道的結構形式
    2.2.2 A／D轉換器原理及器件
    2.2.3 A／D轉換器接口技術
    2.2.4 A／D轉換模板的標準化設計
  2.3 數字量輸入／輸出通道
    2.3.1 數字量輸入／輸出通道的一般結構
    2.3.2 數字量輸入通道
    2.3.3 數字量輸出通道
  2.4 人機接口技術
    2.4.1 鍵盤接口技術
    2.4.2 顯示器接口技術
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    思考與練習
3 計算機控制基礎理論
  3.1 計算機控制系統的信號變換理論
    3.1.1 計算機控制系統的信號形式
    3.1.2 信號的采樣、量化、恢復及保持
  3.2 計算機控制系統的數學描述
    3.2.1 z變換與z反變換
    3.2.2 線性定常離散系統的差分方程及其求解
    3.2.3 計算機控制系統的脈沖傳遞函數
    3.2.4 s平面到z平面的映射
  3.3 連續(xù)系統的離散化方法及特點
  3.4 離散控制系統的特性分析
    3.4.1 離散控制系統的穩(wěn)定性分析
    3.4.2 離散控制系統的過渡過程分析
    3.4.3 離散控制系統的穩(wěn)態(tài)誤差分析
    3.4.4 線性定常離散控制系統的可控性、可觀性和可達性
  3.5 離散控制系統的根軌跡設計法和頻域設計法
    3.5.1 z平面根軌跡設計法
    3.5.2 頻域設計法
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    思考與練習
4 計算機控制系統的常規(guī)控制策略
  4.1 數字PID控制算法
    4.1.1 PID控制規(guī)律及其調節(jié)作用
    4.1.2 標準數字PID控制算法
    4.1.3 數字PID控制算法的改進
    4.1.4 數字PID參數的整定
  4.2 數字控制器的直接設計方法
    4.2.1 最少拍控制系統的設計
    4.2.2 最少拍無紋波系統的設計
    4.2.3 關于最少拍系統的討論
  4.3 純滯后對象的控制算法
    4.3.1 達林算法
    4.3.2 Smith預估算法
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  思考與練習
5 伺服裝置與數字控制系統
  5.1 步進開環(huán)驅動裝置
    5.1.1 步進電動機的工作原理
    5.1.2 步進電動機供電方式
    5.1.3 步進電動機數字驅動技術
    5.1.4 步進電動機的一些基本參數及術語
  5.2 交流伺服閉環(huán)執(zhí)行機構
    5.2.1 高性能三相永磁同步伺服電動機
    5.2.2 位置環(huán)
    5.2.3 光電編碼器
    5.2.4 矢量控制
    5.2.5 多功能微機控制
  5.3 數字程序控制技術
    5.3.1 數字程序控制原理
    5.3.2 逐點比較法
    5.3.3 進給速度的計算和加減速控制
    5.3.4 數字控制系統的應用案例
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  思考與練習
6 計算機控制系統的新型控制策略
  6.1 智能控制研究現狀
  6.2 模糊控制
    6.2.1 模糊控制理論基礎
    6.2.2 模糊控制系統的原理與設計過程
    6.2.3 模糊控制在電飯鍋中的應用
  6.3 神經控制
    6.3.1 神經網絡系統模型
    6.3.2 BP網絡
    6.3.3 神經網絡控制的結構
    6.3.4 神經控制在復雜系統中的應用
  6.4 遺傳控制
    6.4.1 遺傳算法基礎理論
    6.4.2 遺傳算法的改進策略
    6.4.3 遺傳算法在模糊控制中的應用
  6.5 專家控制
    6.5.1 專家系統基本概念
    6.5.2 專家控制器的原理和結構
    6.5.3 專家控制系統的設計與應用
  6.6 其他先進控制技術
    6.6.1 自適應控制
    6.6.2 魯棒控制
    6.6.3 預測控制
    6.6.4 量子控制
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7 控制網絡技術及現場總線
  7.1 控制網絡技術概述
    7.1.1 控制網絡與信息網絡的區(qū)別
    7.1.2 企業(yè)計算機網絡的層次模型
    7.1.3 控制網絡的類型及其相互關系
  7.2 計算機網絡
    7.2.1 計算機網絡的定義
    7.2.2 計算機網絡的功能與分類
    7.2.3 計算機網絡體系結構
  7.3 現場總線控制系統技術
    7.3.1 現場總線概述
    7.3.2 現場總線標準
    7.3.3 現場總線的體系結構
    7.3.4 典型現場總線簡介
    7.3.5 CAN總線
    7.3.6 現場總線控制系統性能分析
  7.4 計算機控制系統總線簡介
    7.4.1 總線的概念及分類
    7.4.2 內部總線
    7.4.3 外部總線
  7.5 工業(yè)控制組態(tài)軟件技術
  本章小結
  思考與練習
8 計算機控制系統的設計與實現
  8.1 計算機控制系統的設計原則與步驟
    8.1.1 系統設計原則
    8.1.2 系統設計步驟
  8.2 系統的工程設計與實現
    8.2.1 系統總體方案設計
    8.2.2 硬件的工程設計與實現
    8.2.3 軟件的工程設計與實現
    8.2.4 系統的調試與運行
  8.3 計算機控制系統可靠性設計
    8.3.1 干擾的形成與分類
    8.3.2 硬件抗干擾技術
    8.3.3 軟件抗干擾技術
  8.4 計算機控制系統設計實例
    8.4.1 紙機的轉速和紙長計算機控制系統
    8.4.2 預加水成球模糊邏輯控制系統
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  思考與練習
附錄 課程設計實例
  實例1 烘箱溫度計算機控制系統設計
  實例2 PID控制算法的MATLAB仿真研究
  實例3 微型步進電動機控制系統設計
  實例4 神經網絡用于英文字母的特征識別
  實例5 遺傳算法在函數優(yōu)化中的應用
參考文獻