全書(shū)共分10章。包括：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述，線性離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述和分析方法，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的多種經(jīng)典的、現(xiàn)代的先進(jìn)控制算法，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬、軟件設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與工程實(shí)現(xiàn)方法，最后給出了3個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例。本書(shū)書(shū)末附有3個(gè)附錄，分別是常用函數(shù)的Z變換表、MATLAB控制系統(tǒng)工具箱庫(kù)函數(shù)和本書(shū)中部分例題MATLAB仿真參考程序清單。
《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》于2007年出版以來(lái)，多次重印，得到了廣大讀者的認(rèn)可和歡迎。為滿足廣大讀者的使用需求，以及對(duì)新知識(shí)的更新需要，目前本書(shū)已完成了第2版的修訂工作。
本書(shū)在保持原書(shū)的基本體系結(jié)構(gòu)和基本特色的基礎(chǔ)上，增加了近年來(lái)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)，引入了近年來(lái)作者完成的科研項(xiàng)目的研究成果，借鑒了課程組近年來(lái)的課程改革和課程教學(xué)上的成果和經(jīng)驗(yàn)，吸納了原書(shū)使用中的反饋意見(jiàn)和建議，參考了該課程近年來(lái)的國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材，對(duì)原書(shū)的內(nèi)容進(jìn)行了部分修改和增刪，并繼續(xù)保持了內(nèi)容的先進(jìn)性，使本書(shū)結(jié)構(gòu)更加清晰，內(nèi)容更加全面、系統(tǒng)，邏輯性更強(qiáng)，也更便于讀者學(xué)習(xí)。
本書(shū)對(duì)原書(shū)的修改和調(diào)整如下：
�。�1）在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于數(shù)字信號(hào)所固有的時(shí)間上離散、幅值上量化的效應(yīng)，使得控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)存在一些特殊性。因此在第1章中除了介紹計(jì)算機(jī)控制和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本概念之外，增加了對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)之間存在的特殊性和一些本質(zhì)區(qū)別的分析，這樣更有利于加深讀者對(duì)計(jì)算機(jī)控制和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。
�。�2）隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)跨入網(wǎng)絡(luò)化控制的新階段。為了適應(yīng)這種趨勢(shì)，在第8章中加大了控制網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)內(nèi)容的介紹，增加了工業(yè)以太控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制網(wǎng)絡(luò)與管理網(wǎng)絡(luò)的集成技術(shù)等內(nèi)容，在第10章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例中，結(jié)合作者的科研成果，增加了基于二乘二取二的分布式安全計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用案例，為讀者學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)提供了幫助。
�。�3）第7章修改為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，增加了控制用計(jì)算機(jī)的選型和構(gòu)成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的總線連接技術(shù)；第9章修改為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，增加了控制軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言的選用、控制算法的編排實(shí)現(xiàn)和涉及的采樣控制系統(tǒng)中采樣頻率的選擇等內(nèi)容。
�。�4）鑒于科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，將MATLAB計(jì)算工具軟件作為控制領(lǐng)域的仿真工具應(yīng)用已經(jīng)非常普及，相應(yīng)的參考書(shū)也很多，因此本書(shū)將原書(shū)第10章控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與仿真內(nèi)容刪除。
�。�5）為使全書(shū)內(nèi)容更加豐富和完整，對(duì)原書(shū)第3章、第4章等部分章節(jié)內(nèi)容做了少量增刪，并增加了每章的習(xí)題，便于讀者學(xué)習(xí)使用。
本書(shū)可作為高等院校自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、測(cè)控技術(shù)與儀器、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的高年級(jí)本科生教材和控制學(xué)科以及相關(guān)學(xué)科的研究生教材，也可供有關(guān)技術(shù)人員參考和自學(xué)。建議教學(xué)學(xué)時(shí)48~64學(xué)時(shí)，其中包括8~10學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師在講授過(guò)程中也可以根據(jù)學(xué)時(shí)安排及學(xué)生對(duì)象的不同，對(duì)本書(shū)中控制算法部分的章節(jié)進(jìn)行有針對(duì)性的講授。
本書(shū)由李華、侯濤、繆仲翠和魏文軍共同編寫(xiě)。其中第1、2章由李華完成，第3~5章由侯濤完成，第6、7、9章由繆仲翠完成，第8、10章由魏文軍完成，全書(shū)由李華和侯濤統(tǒng)稿。
本書(shū)由華中科技大學(xué)方華京教授擔(dān)任主審。第1版主編范多旺教授在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程給予了許多寶貴的修改意見(jiàn)和建議；研究生李丹丹、張帥等同學(xué)繪制了書(shū)中的部分插圖，并參與了部分校稿工作。本書(shū)編寫(xiě)中認(rèn)真學(xué)習(xí)和參考了國(guó)內(nèi)外同行專家學(xué)者的有關(guān)教材、專著和論文，并在本書(shū)中有所引用。此外，本書(shū)的編寫(xiě)得到了機(jī)械工業(yè)出版社的大力支持與幫助。在此，一并對(duì)他們表示衷心的感謝！
由于作者水平有限，書(shū)中難免存在不妥之處，殷切希望廣大讀者批評(píng)指正。
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第2版前言編者
前言
第1章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述
1.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本概念
1.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用
1.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成
1.3.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成
1.3.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成
1.4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特性
1.4.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.4.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特殊問(wèn)題
1.5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式
1.5.1數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視系統(tǒng)
1.5.2直接數(shù)字控制系統(tǒng)
1.5.3監(jiān)督控制系統(tǒng)
1.5.4分散型控制系統(tǒng)
1.5.5現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)
1.6計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第2章線性離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述和分析
方法
2.1信號(hào)變換理論
2.1.1連續(xù)信號(hào)的采樣和量化
2.1.2采樣定理
2.1.3采樣信號(hào)的復(fù)現(xiàn)和采樣保持器
2.2線性離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述方法
2.2.1差分方程的定義
2.2.2差分方程的求解
2.3線性離散系統(tǒng)的Z變換分析法
2.3.1Z變換的定義
2.3.2Z變換法
2.3.3Z變換的基本定理
2.3.4Z反變換
2.3.5用Z變換解差分方程
2.4脈沖傳遞函數(shù)
2.4.1脈沖傳遞函數(shù)的概念
2.4.2離散系統(tǒng)框圖的變換
2.5線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
2.5.1s平面到z平面的變換
2.5.2z平面的穩(wěn)定性條件
2.5.3朱利穩(wěn)定性判據(jù)
2.5.4W變換的穩(wěn)定性判據(jù)
2.6線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析
2.7線性離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第3章開(kāi)環(huán)數(shù)字程序控制
3.1數(shù)字程序控制基礎(chǔ)
3.1.1運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)的基本原理
3.1.2數(shù)字程序控制系統(tǒng)分類
3.2逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理
3.2.1逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)
3.2.2逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)
3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)
3.3.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理
3.3.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖分配程序
3.3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制程序
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第4章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的常規(guī)控制
技術(shù)
4.1數(shù)字PID控制
4.1.1模擬PID調(diào)節(jié)器
4.1.2理想微分?jǐn)?shù)字PID控制器
4.1.3實(shí)際微分?jǐn)?shù)字PID控制器
4.1.4數(shù)字PID控制算法的改進(jìn)
4.1.5數(shù)字PID控制器參數(shù)的整定
4.2最少拍控制
4.2.1最少拍控制的基本原理
4.2.2閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)Φ(z)的結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)
4.2.3最少拍有紋波控制器的設(shè)計(jì)
4.2.4最少拍無(wú)紋波控制器的設(shè)計(jì)
4.2.5最少拍系統(tǒng)的改進(jìn)措施
4.3純滯后控制
4.3.1施密斯預(yù)估控制
4.3.2達(dá)林算法
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第5章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的離散狀態(tài)
空間設(shè)計(jì)
5.1狀態(tài)空間描述的基本概念
5.1.1離散時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
5.1.2離散時(shí)間系統(tǒng)的能控性
5.1.3離散時(shí)間系統(tǒng)的能觀性
5.2采用狀態(tài)空間模型的極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)
5.2.1按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)控制規(guī)律
5.2.2按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器
5.2.3按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)控制器
5.3采用狀態(tài)空間模型的最優(yōu)化設(shè)計(jì)
5.3.1最優(yōu)控制規(guī)律設(shè)計(jì)
5.3.2狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)器設(shè)計(jì)
5.3.3LQG最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第2版目錄第6章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的先進(jìn)控制
技術(shù)
6.1內(nèi)模控制
6.1.1內(nèi)�？刂苹驹�
6.1.2內(nèi)�？刂破鞯脑O(shè)計(jì)
6.1.3內(nèi)模PID控制
6.1.4內(nèi)模控制的離散算式
6.1.5內(nèi)�？刂频姆抡鎸�(shí)驗(yàn)
6.2模型預(yù)測(cè)控制
6.2.1模型預(yù)測(cè)控制基本原理
6.2.2模型算法控制
6.2.3動(dòng)態(tài)矩陣控制
6.2.4模型預(yù)測(cè)控制的工程設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第7章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
7.1控制用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件要求
7.1.1對(duì)計(jì)算機(jī)主機(jī)的要求
7.1.2對(duì)過(guò)程輸入輸出通道的要求
7.1.3對(duì)軟件系統(tǒng)的要求
7.1.4方便的人機(jī)聯(lián)系
7.1.5系統(tǒng)的可靠性及可維護(hù)性
7.2控制用計(jì)算機(jī)的選擇
7.2.1計(jì)算機(jī)速度的選擇
7.2.2計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)的確定
7.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的過(guò)程通道
7.3.1數(shù)字量輸入輸出通道
7.3.2模擬量輸入通道
7.3.3模擬量輸出通道
7.4總線技術(shù)
7.4.1總線的定義及分類
7.4.2常用總線介紹
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第8章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制
8.1計(jì)算機(jī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
8.1.1網(wǎng)絡(luò)功能及分類
8.1.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
8.1.3網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)
8.1.4網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制
8.1.5信息交換技術(shù)
8.1.6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu)
8.1.7網(wǎng)絡(luò)互連
8.1.8IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)
8.1.9控制網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
8.1.10工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的選型考慮
8.2集散控制系統(tǒng)
8.2.1集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展
8.2.2集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
8.2.3集散控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
8.3現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)
8.3.1現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的產(chǎn)生與
發(fā)展
8.3.2現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
8.3.3現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
8.3.4幾種典型的現(xiàn)場(chǎng)總線
8.4以太控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
8.4.1工業(yè)以太網(wǎng)概述
8.4.2以太控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)
8.4.3以太控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)
8.4.4以太網(wǎng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵
技術(shù)
8.5控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成技術(shù)
8.5.1網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)
8.5.2動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)
8.5.3遠(yuǎn)程通信技術(shù)
8.5.4數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第9章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
9.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件概念
9.1.1控制軟件的特點(diǎn)
9.1.2控制應(yīng)用軟件的體系結(jié)構(gòu)
9.1.3控制軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言的選用
9.1.4實(shí)時(shí)控制軟件的設(shè)計(jì)
9.2控制算法的編排實(shí)現(xiàn)
9.2.1控制算法的編排結(jié)構(gòu)
9.2.2比例因子的配置
9.3數(shù)據(jù)處理技術(shù)
9.3.1系統(tǒng)誤差的校正
9.3.2數(shù)字濾波
9.3.3非線性處理
9.3.4標(biāo)度變換方法
9.3.5越限報(bào)警處理
9.4采樣頻率的選擇
9.4.1采樣頻率對(duì)系統(tǒng)性能的影響
9.4.2選擇采樣頻率的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則
9.4.3多采樣頻率配置
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第10章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與
工程實(shí)現(xiàn)
10.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與
步驟
10.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則
10.1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟
10.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)
10.2.1干擾的來(lái)源與種類
10.2.2硬件抗干擾技術(shù)
10.2.3軟件抗干擾技術(shù)
10.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
10.3.1鐵路車站全電子信號(hào)控制系統(tǒng)
設(shè)計(jì)
10.3.2真空釬焊爐溫度控制系統(tǒng)
10.3.3基于二乘二取二的分布式安全計(jì)算機(jī)
聯(lián)鎖系統(tǒng)
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
附錄
附錄A常用函數(shù)的Z變換
附錄BMATLAB控制系統(tǒng)工具箱庫(kù)
函數(shù)
附錄C部分例題MATLAB仿真參考程序
清單
參考文獻(xiàn)
書(shū)單推薦
