目 录

第一章绪论

§1.1计算机控制的一般概念

§1.2计算机控制发展简史

§1.3微型计算机实时控制系统的一般组成

1.3.1硬件组成

1.3.2软件组成

§1.4微型计算机在控制中的典型应用方式

1.4.1数据采集和数据处理

1.4.2 直接数字控制系统DDC

1.4.3监督控制系统SCC

1.4.4集散控制系统

第二章微型计算机基本知识

§2.1微型计算机的基本工作原理

2.1.1微型计算机的模型

2.1.2模型机的工作过程

§2.2微型计算机的硬件

2.2.1微处理器

2.2.2存储器

§2.3 微型计算机的软件

2.3.1程序语言

2.2.4输入输出设备

2.2.3 LSI接口芯片

2.3.2操作系统

2.3.3实时监控程序

§2.4微型计算机的输入输出

2.4.1 I/O接口的编址方式

2.4.2微处理器管理输入输出的方式

§2.5微型计算机系统实例

2.5.1专用单板式微型计算机系统

2.5.2通用单板式微型计算机系统

§2.6汇编语言程序设计实例

2.6.1汇编语言程序设计过程

2.6.2基本程序实例

2.6.3一个顺序控制程序的编制

§2.7小结

习题与思考题

第三章过程通道和数据采集系统

§3.1概述

3.1.1过程通道的组成和功用

3.1.2信号变换中的采样、量化和编码

§3.2模拟量输入通道

3.2.1模拟量输入通道的一般组成

3.2.2多路转换器

3.2.3可编程序放大器

3.2.4采样与保持器

3.3.1数／模转换原理

§3.3数／模与模／数转换技术

3.3.2模／数转换原理

3.3.3模／数与数／模转换器的主要技术指标

§3.4单片模／数转换器及其与微处理器的接口

3.4.1 8位模／数转换器及其接口

3.4.2 12位模／数转换器及其接口

3.4.3程序逐次逼近法实现模／数转换

§3.5数据采集系统

3.5.1数据采集系统的结构方案

3.5.2数据采集系统实例

3.6.1多路模拟量输出通道的结构型式

§3.6模拟量输出通道

3.6.2单片数／模转换器及其与微处理器的接口

3.6.3双极性模拟量榆出的实现

§3.7过程通道的抗干扰措施

3.7.1干扰的来源和干扰的分类

3.7.2常态干扰的抑制

3.7.3共模干扰的抑制

3.7.4其它抗干扰措施

§3.8小结

习题与思考题

第四章程序控制和数值控制

§4.1微型计算机顺序控制器

4.1.1简易顺序控制器

4.1.2面板可编程序高级顺序控制器

4.1.3群控

§4.2开环数值控制

4.2.1数值控制的基本原理

4.2.2逐点比较法插补原理

§4.3步进电机的控制

4.3.1步进电机的工作方式

4.3.2步进电机的脉冲分配程序

4.3.3步进电机的速度控制程序

§4.4小结

习题与思考题

5.1.1模拟PID调节器

§5.1准连续PID控制算法

第五章数字PID控制算法

5.1.2数字PID控制算法

§5.2对标准PID算法的改进

5.2.1 “饱和”作用的抑制

5.2.2干扰的抑制

5.2.3其它修改算法

§5.3 PID调节器参数选择

5.3.1凑试法确定PID调节参数

5.3.2实验经验法确定PID调节参数

5.3.3采样周期的选择

§5.4小结

习题与思考题

第六章数字控制器的直接设计方法

§6.1参数最优化的低阶控制算法

§6.2最少拍随动系统的设计

6.2.1最少拍系统的设计

6.2.2最少拍系统的局限性

§6.3最少拍无纹波随动系统的设计

§6.4惯性因子法

§6.5非最少的有限拍控制

§6.6达林（Dahlin）算法

§6.7小结

习题与思考题

第七章基于系统输入输出描述的控制算法

§7.1模型算法控制

7.1.1模型算法控制的原理和算法

7.1.2有限制时的控制算法修正

7.1.3有纯滞后对象的控制算法修正

7.1.4应用模型算法控制的注意点

§7.2动态矩阵控制

7.2.1动态矩阵控制的原理

7.2.2动态矩阵控制的算法

7.2.3设计参数的选择

7.2.4动态矩阵控制设计举例——温度控制

7.2.5多变量系统的动态矩阵控制

7.3.1脉冲响应系列调节器

§7.3其它基于系统输入输出描述的控制算法简介

7.3.2外推数字预测调节器

§7.4小结

习题与思考题

第八章微型计算机控制系统设计

§8.1微型计算机控制系统设计的基本要求和特点

8.1.1系统设计的基本要求

8.1.2系统设计的特点

§8.2微型计算机控制系统的研制工具

8.2.1微型计算机开发系统的组成

8.2.3微型计算机开发系统的应用

8.2.2联机仿真器ICE的功能

§8.3微型计算机控制系统设计的一般步骤

8.3.1确定控制任务

8.3.2 选择微处理器和外围设备

8.3.3建立数学模型，确定控制算法

8.3.4系统总体方案设计

8.3.5硬件和软件的具体设计

§8.4微型计算机控制系统设计

8.4.1 系统的选择和配置

8.4.2总线负载的考虑

8.4.3专用微型计算机系统设计

§8.5温度控制系统应用实例

8.5.1一个简单的温度控制系统

8.5.2程序升温控制系统

§8.6小结

习题与思考题

第九章集散控制系统及其基本控制器

§9.1概述

9.1.1集散控制系统与分级分布控制

9.1.2集散控制系统的特点

9.1.3 集散控制系统发展的概况及展望

§9.2集散控制系统的组成

9.2.1基本控制器

9.2.2 就地操作员接口

9.2.3数据通信系统

9.2.4 CRT操作台和上级计算机控制

§9.3基本控制器设计实例

9.3.1系统硬件设计

9.3 2控制程序设计

9.3.3数据操作面板设计

9.3.4系统管理程序设计

9.3.5基本控制器应用举例

§9.4小结

习题与思考题

第十章微型计算机控制系统应用程序设计

§10.1应用程序设计的基本任务

10.1.1应用程序设计的基本步骤

§10.2程序设计技术

10.1.2问题的定义

10.2.1模块程序设计

10.2.2 自顶向下程序设计

§10.3数字滤波方法

10.3.1算术平均值法

10.3.2中值滤波法

10.3.3防脉冲干扰平均值法

10.3.4惯性滤波法

10.3.5程序判断滤波

§10.4线性化处理

10.4.1平方根数字实现方法

10.4.2温度与热电势的线性化

§10.5测量值与工程量转换

§10.6越限报警处理

§10.7控制算法的程序设计

10.7.1带一阶滤波的增量式数字PID算法程序

10.7.2增量式PID比率算法

10.7.3增量式PID偏置算法

10.7.4 微分先行PID算法

§10.8小结

习题与思考题

附录A Z-80和8080/8085基本指令对照表

附录B 采样系统的Z变换

参考文献