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計算機控制技術及應用 版權信息
- ISBN：9787560672199
- 條形碼：9787560672199 ; 978-7-5606-7219-9
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
計算機控制技術及應用 本書特色
本書是為普通高等院校自動化、測控技術、智能控制、電氣工程等專業編寫的教材。 編寫時本著“基本理論適度、注重工程應用”的基本原則，將理論知識與實踐知識有機地融合起來。同時本書結合案例教學、項目教學、研究性學習等方法，借鑒國外精品教材以及國內應用型本科優秀教材的寫作思路、寫作方法以及章節安排，將計算機控制技術*核心的內容作為重點，以更加適合創新性、應用型人才培養的需要，使學生易于理解和掌握理論知識點，并能將其應用到實踐中，從而基本具備計算機控制系統的設計能力。
本書的特點如下:
(1) 把握核心內容， 以*基本的直接數字控制系統為主要對象，以計算機控制基礎理論、過程通道 (硬件和數字濾波)、常用的控制算法作為核心內容。
(2) 注重實際和工程應用，將理論知識與實踐知識有機融合，例題與例程使用C語言編寫并用Proteus仿真，方便修改或調整參數，直觀地呈現程序和電路執行效果。
(3) 進行理論分析時注重應用 MATLAB對實例進行仿真，使抽象的理論知識易于理解。
(4) 隨著嵌入式計算機技術的發展，采用國產宏晶STC51微處理器替換8086處理器，使讀者可以方便地將本書中的例程應用于實踐中。
計算機控制技術及應用 內容簡介
本書以計算機控制系統的硬件電路設計、控制技術理論分析、軟件程序設計、綜合設計為主線，系統地介紹計算機控制技術的基本理論和應用。全書共分8章，第1章為緒論，第2章為計算機控制系統的硬件設計技術，第3章為計算機控制系統的理論分析，第4章、第5章和第6章分別為數字控制技術、常規及復雜控制技術和物聯網控制技術，第7章為計算機控制系統的軟件設計技術，第8章為計算機控制系統綜合設計與實現。
計算機控制技術及應用 目錄
第1章 緒論 1
1.1 計算機控制系統概述 1
1.1.1 計算機控制系統的特征 1
1.1.2 計算機控制系統的工作原理 2
1.1.3 計算機控制系統的硬件組成 3
1.1.4 計算機控制系統的軟件組成 4
1.2 計算機控制系統的分類 4
1.2.1 操作指導控制系統 4
1.2.2 直接數字控制系統 5
1.2.3 監督計算機控制系統 6
1.2.4 集散控制系統 7
1.2.5 現場總線控制系統 8
1.2.6 計算機集成制造系統 8
1.2.7 物聯網控制系統 8
1.3 計算機控制系統的發展概況與發展趨勢 9
1.3.1 計算機控制系統的發展概況 9
1.3.2 計算機控制系統的發展趨勢 12
1.4 通用微處理器——STC89C51 14
1.4.1 STC89C51的組成 14
1.4.2 STC89C51的引腳介紹 14
1.4.3 單片機*小系統 15
1.4.4 STC89C51單片機的簡單例程——流水燈 17
思考與練習 20
第2章 計算機控制系統的硬件設計技術 21
2.1 計算機控制系統常用主機 21
2.1.1 工業控制計算機(IPC) 21
2.1.2 可編程邏輯控制器(PLC) 21
2.1.3 嵌入式系統 21
2.2 數字量輸入/輸出通道 22
2.2.1 數字量輸入/輸出接口技術 22
2.2.2 數字量輸入(DI)通道 23
2.2.3 數字量輸出(DO)通道 26
2.3 模擬量輸入通道 27
2.3.1 模擬量輸入通道的組成 27
2.3.2 I/V變換電路 28
2.3.3 多路模擬開關 28
2.3.4 前置放大器 29
2.3.5 采樣保持器 30
2.3.6 常用A/D轉換器 30
2.3.7 A/D轉換器接口及ADC采集系統設計 34
2.3.8 模擬量輸入通道設計方法 39
2.4 模擬量輸出通道 39
2.4.1 模擬量輸出通道的結構形式 39
2.4.2 D/A轉換器 40
2.4.3 V/I變換電路 48
2.4.4 模擬量輸出通道設計方法 50
2.5 鍵盤接口技術 50
2.5.1 鍵盤的組成、 抖動及消除按鍵抖動的措施 50
2.5.2 獨立式按鍵接口技術 52
2.5.3 矩陣式鍵盤接口技術 52
2.6 顯示接口技術 57
2.6.1 LED顯示接口技術 57
2.6.2 LED驅動芯片MAX7221 62
2.6.3 LCD顯示接口技術 65
2.7 計算機控制系統硬件抗干擾技術 78
2.7.1 干擾的來源 78
2.7.2 干擾竄入計算機控制系統的主要途徑 78
2.7.3 干擾的耦合方式 80
2.7.4 計算機控制系統的硬件抗干擾技術 81
2.7.5 計算機控制系統的接地和電源保護技術 89
2.8 設計實例 93
思考與練習 100
第3章 計算機控制系統的理論分析 101
3.1 計算機控制系統數學描述方法的分類 101
3.2 信號的采樣與保持 101
3.2.1 信號的分類 101
3.2.2 連續信號的采樣 101
3.2.3 采樣定理 102
3.2.4 信號的恢復與零階保持器 103
3.3 采樣系統的數學描述 104
3.3.1 脈沖傳遞函數的定義 104
3.3.2 開環采樣系統的脈沖傳遞函數 106
3.3.3 閉環采樣系統的脈沖傳遞函數 108
3.4 離散系統的穩定性分析 109
3.4.1 S平面與Z平面的關系 109
3.4.2 離散系統輸出響應的一般關系式 115
3.4.3 離散系統穩定性的判定 116
3.5 離散系統的過渡響應分析 119
3.6 離散系統的穩態準確度分析 122
3.6.1 離散系統的穩態誤差 122
3.6.2 典型信號作用下離散系統的穩態誤差 123
3.6.3 干擾信號作用下的離散穩態誤差 125
3.6.4 采樣周期對穩態誤差的影響 125
3.7 離散系統的輸出響應 129
3.7.1 離散系統在采樣點間的響應 129
3.7.2 被控對象含延時的輸出響應 130
3.8 離散系統的根軌跡分析法 131
3.9 離散系統的頻域分析法 135
思考與練習 140
第4章 數字控制技術 142
4.1 數字控制系統概述 142
4.1.1 數字控制系統的組成 142
4.1.2 數字控制的原理 143
4.1.3 電動機中數字控制系統的分類 144
4.1.4 伺服控制系統 145
4.2 步進電動機伺服控制技術 146
4.2.1 步進伺服系統的構成 146
4.2.2 步進電動機的工作原理 147
4.2.3 步進電動機的工作方式 148
4.2.4 步進電動機工控機控制技術 149
4.2.5 步進電動機單片機控制技術 151
4.3 直流伺服電動機伺服控制技術 153
4.3.1 直流伺服電動機的工作原理 153
4.3.2 直流伺服電動機的驅動與控制 155
4.4 交流伺服電動機伺服控制技術 159
4.4.1 交流伺服電動機的原理與組成 159
4.4.2 交流伺服電動機與步進電動機的比較 160
思考與練習 161
第5章 常規及復雜控制技術 162
5.1 數字控制器的模擬化設計 162
5.1.1 數字控制器的模擬化設計步驟 162
5.1.2 數字PID控制器 165
5.1.3 數字PID控制器的改進 174
5.1.4 數字PID算法的參數整定方法及采樣周期T的確定 188
5.2 數字控制器的離散化設計 192
5.2.1 數字控制器的離散化設計步驟 192
5.2.2 *少拍控制器的設計 193
5.2.3 *少拍無紋波控制器的設計 212
5.3 純滯后控制技術 223
5.3.1 大林算法 223
5.3.2 振鈴現象的消除 226
5.3.3 Smith預估控制 229
5.4 數字控制器的程序實現 234
5.4.1 直接實現法 234
5.4.2 串接實現法 235
5.4.3 并接實現法 237
5.5 前饋控制系統設計 238
5.5.1 前饋控制系統 238
5.5.2 前饋-反饋復合控制系統的結構 239
5.5.3 前饋-反饋控制算法 240
5.6 線性系統的能控性與能觀性 243
5.6.1 基本概念 243
5.6.2 離散系統的能控性 244
5.6.3 離散系統的可觀測性 246
5.6.4 對偶原理 247
5.6.5 坐標變換與標準型 247
5.7 數字控制器狀態空間設計法 250
5.7.1 狀態反饋極點配置控制系統的設計 250
5.7.2 狀態觀測器的設計 252
5.7.3 具有狀態觀測器的極點配置 255
思考與練習 259
第6章 物聯網控制技術 260
6.1 基本概念 260
6.2 數據傳輸模式 260
6.2.1 以太網 260
6.2.2 IoT網絡 260
6.2.3 PLC的無線總線系統 261
6.3 HC-05嵌入式藍牙串口通信模塊 262
6.3.1 HC-05藍牙模塊主要引腳定義 263
6.3.2 設置HC-05藍牙模塊為主模塊的步驟 263
6.3.3 AT配置指令 264
6.3.4 利用51單片機與HC-05藍牙模塊實現手機控制LED 268
6.4 ESP8266 WiFi模塊 270
6.4.1 ESP8266 WiFi 模塊AT指令 272
6.4.2 利用手機通過WiFi實現LED亮滅控制 276
6.5 物聯網控制系統設計實例 279
6.5.1 門禁系統硬件架構設計 279
6.5.2 門禁系統硬件選型 281
6.5.3 門禁系統嵌入式軟件設計 283
思考與練習 283
第7章 計算機控制系統的軟件設計技術 284
7.1 計算機控制系統軟件概述 284
7.1.1 軟件設計的方法 284
7.1.2 計算機控制系統應用軟件 286
7.1.3 監控組態軟件 288
7.2 測量數據預處理技術 291
7.2.1 系統誤差的自動校準 291
7.2.2 線性化處理 293
7.2.3 標度變換 295
7.2.4 插值算法 297
7.2.5 越限報警處理 301
7.3 軟件抗干擾技術 301
7.3.1 數字濾波技術 302
7.3.2 輸入/輸出數字量的軟件抗干擾技術 332
7.3.3 指令冗余技術 332
7.3.4 軟件陷阱技術 333
7.4 數字PID控制器的工程實現 333
7.4.1 給定值處理模塊的實現 334
7.4.2 被控量處理模塊的實現 335
7.4.3 偏差處理模塊的實現 335
7.4.4 控制算法模塊的實現 336
7.4.5 控制量處理模塊的實現 337
7.4.6 自動/手動切換模塊的實現 337
思考與練習 339
第8章 計算機控制系統的設計與實現 340
8.1 系統設計的原則與步驟 340
8.1.1 系統設計的原則 340
8.1.2 系統設計的步驟 342
8.2 系統的工程設計與實現 343
8.2.1 總體方案設計 343
8.2.2 硬件的工程設計和實現 344
8.2.3 軟件的工程設計和實現 346
8.2.4 系統的調試與運行 347
8.3 儀器用溫箱溫度控制系統的設計 348
8.3.1 控制任務與工藝要求 348
8.3.2 系統的組成和基本工作原理 349
8.3.3 被控對象模型和參數的求取 350
8.3.4 控制規律的選擇和參數的確定 351
8.3.5 硬件系統詳細設計 352
8.3.6 固件程序設計 360
思考與練習 373
參考文獻 374
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