本書的編寫以提高學(xué)生的實(shí)踐水平為出發(fā)點(diǎn),以滿足社會(huì)對(duì)大學(xué)本科生人才素質(zhì)要求為目標(biāo),著重于強(qiáng)化學(xué)生解決實(shí)際任務(wù)的能力。全書共5章。第1章為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述;第2章介紹模擬量、數(shù)字量輸入/輸出通道及應(yīng)用;第3章介紹接口技術(shù)及應(yīng)用;第4章介紹數(shù)字控制器設(shè)計(jì)及應(yīng)用;第5章為綜合案例,列舉了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)成功應(yīng)用的實(shí)例。書中內(nèi)容既為培養(yǎng)能夠滿足信息化社會(huì)的專才要求而服務(wù),也為培養(yǎng)跨學(xué)科、綜合型通才提供支撐。
本書既可作為高等院校自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、機(jī)電一體化等專業(yè)本科生的教材,也可作為從事工業(yè)控制及相關(guān)領(lǐng)域工作人員的參考用書。
配套資源:電子課件
本書特色:
以項(xiàng)目為主線,以行業(yè)需求為背,給出實(shí)用計(jì)算機(jī)控制實(shí)例。
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計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門以電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)控制為核心,綜合可編程控制技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的精密化、生產(chǎn)設(shè)備的信息化、生產(chǎn)過程的自動(dòng)化及機(jī)電控制系統(tǒng)最佳化的綜合性學(xué)科。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是電子信息與電氣信息類專業(yè)本科生的一門核心課程,F(xiàn)階段,企業(yè)對(duì)具備較強(qiáng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用能力的專門人才需求旺盛。通過計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程培養(yǎng)的專門人才,可服務(wù)于小型測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)、檢測(cè)、調(diào)試,大型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù),智能儀器儀表的設(shè)計(jì)、開發(fā)、檢測(cè)、調(diào)試等。本書既面向本科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求,又立足于對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
為適應(yīng)電氣工程及其自動(dòng)化應(yīng)用型課程的改革,本書在編寫形式上以簡(jiǎn)練概括并體現(xiàn)應(yīng)用性為特點(diǎn),以項(xiàng)目為主線、以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為模塊、以行業(yè)需求為背景、以應(yīng)用性為前提,給出實(shí)用計(jì)算機(jī)控制實(shí)例。本書建議授課學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)18學(xué)時(shí),并要求先學(xué)習(xí)PLC、數(shù)字電路和BASIC語言。
全書共5章:第1章介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、控制系統(tǒng)分類及設(shè)計(jì)和控制裝置種類及應(yīng)用;第2章介紹了D-A轉(zhuǎn)換器及其在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用、A-D轉(zhuǎn)換器及其在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用、模擬量輸出方式及應(yīng)用和模擬量輸入方式及應(yīng)用和數(shù)字量輸入/輸出通道及應(yīng)用;第3章分析和討論了鍵盤接口、顯示器接口和磁盤存儲(chǔ)器接口技術(shù)及應(yīng)用;第4章討論了數(shù)字控制器連續(xù)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用、數(shù)字控制器離散化設(shè)計(jì)及應(yīng)用和現(xiàn)代控制技術(shù)及應(yīng)用;第5章介紹了通用控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和PLC在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用、PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)字程序控制器設(shè)計(jì)、新能源與智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)和智能變電站信息一體化平臺(tái)與高級(jí)應(yīng)用。從應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)到應(yīng)用程序的發(fā)布,讀者都可以按照書中所述內(nèi)容實(shí)施。此外,本書每個(gè)項(xiàng)目后附有復(fù)習(xí)思考。
本書的順利出版,要感謝石家莊學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師(史源平、袁莉、張利欽、張俊彥、高彥彥、容旭巍、楊麗、任娜、郭鵬、張瑋、孫建起、劉進(jìn)峰、闞云飛、耿亮、田粒卜、張晶等)給予的大力支持和幫助。
由于時(shí)間倉促,書中難免存在不妥之處,請(qǐng)讀者原諒,并提出寶貴意見。
前言
第1章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述
1.1項(xiàng)目一:計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成
1.1.1任務(wù)1:控制系統(tǒng)的概念
1.1.2任務(wù)2:硬件組成
1.1.3任務(wù)3:軟件組成
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
1.2項(xiàng)目二: 控制系統(tǒng)的分類及設(shè)計(jì)
1.2.1任務(wù)1:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
1.2.2任務(wù)2:操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)
1.2.3任務(wù)3:直接數(shù)字控制系統(tǒng)
1.2.4任務(wù)4:監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
1.2.5任務(wù)5:分散型控制系統(tǒng)
1.2.6任務(wù)6: 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
1.3項(xiàng)目三: 控制裝置種類及應(yīng)用
1.3.1任務(wù)1:可編程序控制器
1.3.2任務(wù)2:可編程調(diào)節(jié)器
1.3.3任務(wù)3:工業(yè)控制計(jì)算機(jī)
1.3.4任務(wù)4:嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
第2章模擬量、數(shù)字量輸入/輸出通道及應(yīng)用
2.1項(xiàng)目一:D-A轉(zhuǎn)換器及其在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1.1任務(wù)1:8位DAC0832芯片的應(yīng)用
2.1.2任務(wù)2:12位DAC1210芯片應(yīng)用
2.1.3任務(wù)3:D-A轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)舉例
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
2.2項(xiàng)目二:A-D轉(zhuǎn)換器及其在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.2.1任務(wù)1:ADC0809及其接口電路應(yīng)用
2.2.2任務(wù)2:AD574A芯片及其接口電路應(yīng)用
2.2.3任務(wù)3:A-D轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計(jì)舉例
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
2.3項(xiàng)目三: 模擬量輸出方式及應(yīng)用
2.3.1任務(wù)1:電壓輸出方式及應(yīng)用
2.3.2任務(wù)2:電流輸出方式及應(yīng)用
2.3.3任務(wù)3:自動(dòng)/手動(dòng)輸出方式及應(yīng)用
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
2.4項(xiàng)目四:模擬量輸入方式及應(yīng)用
2.4.1任務(wù)1:信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用
2.4.2任務(wù)2:多路模擬開關(guān)設(shè)計(jì)及應(yīng)用
2.4.3任務(wù)3:前置放大器選取及應(yīng)用
2.4.4任務(wù)4:采樣保持器選取及應(yīng)用
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
2.5項(xiàng)目五:數(shù)字量輸入/輸出通道及應(yīng)用
2.5.1任務(wù)1:光電耦合隔離技術(shù)及應(yīng)用
2.5.2任務(wù)2:數(shù)字量輸入通道及應(yīng)用
2.5.3任務(wù)3:數(shù)字量輸出通道及應(yīng)用
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
第3章接口技術(shù)及應(yīng)用
3.1項(xiàng)目一:鍵盤接口技術(shù)及應(yīng)用
3.1.1任務(wù)1:鍵盤輸入電路及應(yīng)用
3.1.2任務(wù)2:非編碼獨(dú)立式鍵盤及應(yīng)用
3.1.3任務(wù)3:非編碼矩陣式鍵盤及應(yīng)用
3.1.4任務(wù)4:編碼鍵盤及應(yīng)用
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
3.2項(xiàng)目二: 顯示器接口技術(shù)及應(yīng)用
3.2.1任務(wù)1:LED數(shù)碼管顯示器及應(yīng)用
3.2.2任務(wù)2:LCD(液晶顯示器)及應(yīng)用
3.2.3任務(wù)3:圖形顯示器及應(yīng)用
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
3.3項(xiàng)目三: 磁盤存儲(chǔ)器接口技術(shù)及應(yīng)用
3.3.1任務(wù)1:磁盤存儲(chǔ)編碼與校驗(yàn)及應(yīng)用
3.3.2任務(wù)2:磁盤驅(qū)動(dòng)器及應(yīng)用
3.3.3任務(wù)3:硬盤驅(qū)動(dòng)器及應(yīng)用
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
第4章數(shù)字控制器設(shè)計(jì)及應(yīng)用
4.1項(xiàng)目一:數(shù)字控制器連續(xù)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用
4.1.1任務(wù)1:數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)
4.1.2任務(wù)2:PID控制算法
4.1.3任務(wù)3:數(shù)字PID算法的改進(jìn)
4.1.4任務(wù)4:數(shù)字PID參數(shù)的整定
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
4.2項(xiàng)目二:數(shù)字控制器離散化設(shè)計(jì)及應(yīng)用
4.2.1任務(wù)1:數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)
4.2.2任務(wù)2:最少拍控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.2.3任務(wù)3:純滯后控制技術(shù)
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
4.3項(xiàng)目三:現(xiàn)代控制技術(shù)及應(yīng)用
4.3.1任務(wù)1:采用狀態(tài)空間的輸出反饋設(shè)計(jì)
4.3.2任務(wù)2:采用狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)
4.3.3任務(wù)3:二次型性能最優(yōu)設(shè)計(jì)方法
項(xiàng)目總結(jié)
復(fù)習(xí)思考
第5章綜合案例
5.1項(xiàng)目一:通用控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
5.1.1任務(wù)1:企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
5.1.2任務(wù)2:數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)
5.1.3任務(wù)3:工業(yè)以太網(wǎng)
5.1.4任務(wù)4:智能家居控制系統(tǒng)
5.2項(xiàng)目二:工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和PLC在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用
5.2.1任務(wù)1:PLC在工業(yè)中的應(yīng)用
5.2.2任務(wù)2:工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和PLC在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用
5.2.3任務(wù)3:PLC在工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用
5.2.4任務(wù)4:嵌入式以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器
5.3項(xiàng)目三:PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用
5.3.1任務(wù)1:PLC介紹
5.3.2任務(wù)2:PLC校園照明控制
5.4項(xiàng)目四:數(shù)字程序控制器設(shè)計(jì)
5.4.1任務(wù)1:數(shù)字程序控制器的設(shè)計(jì)
5.4.2任務(wù)2:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)
5.4.3任務(wù)3:四旋翼飛行器設(shè)計(jì)
5.5項(xiàng)目五:新能源與智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)
5.5.1任務(wù)1:新能源發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
5.5.2任務(wù)2:新能源發(fā)電技術(shù)
5.5.3任務(wù)3:智能電網(wǎng)與新能源
5.5.4任務(wù)4:儲(chǔ)能技術(shù)
5.6項(xiàng)目六:智能變電站信息一體化平臺(tái)與高級(jí)應(yīng)用
5.6.1任務(wù)1:基礎(chǔ)知識(shí)及背景
5.6.2任務(wù)2:智能變電站信息一體化平臺(tái)設(shè)計(jì)
5.6.3任務(wù)3:智能變電站信息一體化平臺(tái)應(yīng)用
附錄復(fù)習(xí)思考答案
參考文獻(xiàn)