包邮计算机控制技术与系统

前言

第1章 绪论 1
1.1 计算机控制系统概述 1
1.2 计算机控制系统的组成及分类 2
1.2.1 计算机控制系统 2
1.2.2 计算机控制系统的硬件组成 3
1.2.3 计算机控制系统的软件组成 5
1.2.4 计算机控制系统的分类 5
1.3 计算机控制研究的课题与发展
趋势 7
1.3.1 计算机控制研究的课题 7
1.3.2 计算机控制系统的发展趋势 10
习题 11
第2章 计算机控制系统中的检测设备和
执行机构 12
2.1 过程控制中的检测设备 12
2.1.1 传感器与变送器 12
2.1.2 压力检测及变送 13
2.1.3 温度检测及变送 15
2.1.4 流量检测及变送 19
2.1.5 物位检测及变送 21
2.1.6 成分分析设备 23
2.2 运动控制中的检测设备 25
2.2.1 检测开关 25
2.2.2 测速发电机 26
2.2.3 光电编码器 27
2.2.4 测厚仪表 28
2.3 过程控制中的执行器 28
2.3.1 气动执行器 29
2.3.2 电动执行器 34
2.3.3 现场总线执行器 35
2.4 运动控制中的执行机构 37
2.4.1 交流伺服电动机 37
2.4.2 直流伺服电动机 40
2.4.3 步进电动机 41
2.4.4 液压缸 43
2.4.5 液压阀 44
2.4.6 液压泵 45
习题 46
第3章 总线与网络通信技术 47
3.1 计算机总线 47
3.1.1 总线的基本概念 47
3.1.2 常用内部总线 52
3.1.3 常用外部总线 56
3.2 计算机网络 66
3.2.1 计算机网络概述 66
3.2.2 OSI模型 67
3.2.3 计算机局域网络 69
3.2.4 计算机网络互联设备 72
3.3 数据通信技术 73
3.3.1 数据通信概述 73
3.3.2 检错与纠错 77
3.4 无线通信技术 79
3.4.1 蓝牙技术 79
3.4.2 ZigBee技术 81
3.4.3 LoRa技术 82
3.4.4 NB-IoT技术 83
3.4.5 5G技术 84
3.4.6 Wi-Fi技术 85
3.5 工业控制网络 85
3.5.1 现场总线技术 86
3.5.2 工业以太网 88
3.5.3 工业控制网络结构 90
3.5.4 工业互联网 91
习题 92
第4章 过程通道与人机接口 94
4.1 数字量输入/输出通道 94
4.1.1 数字量信号的分类 94
4.1.2 数字量输入通道 94
4.1.3 数字量输出通道 95
4.1.4 数字量输入/输出通道的标准化
设计 97
4.2 模拟量输出通道 98
4.2.1 D/A转换器分类及特点 98
4.2.2 D/A转换器原理及主要性能参数 99
4.2.3 D/A转换器芯片及接口电路 100
4.2.4 D/A转换器的输出 102
4.2.5 D/A转换器接口的隔离技术 104
4.2.6 D/A转换器模板的标准化设计 107
4.3 模拟量输入通道 108
4.3.1 A/D转换器分类及特点 108
4.3.2 A/D转换器原理及主要性能参数 109
4.3.3 A/D转换器芯片及接口电路 111
4.3.4 A/D转换器的外围电路 117
4.3.5 A/D转换器接口的隔离技术 118
4.3.6 A/D转换器模板的标准化设计 119
4.4 人机接口 119
4.4.1 键盘 119
4.4.2 鼠标 121
4.4.3 触摸屏 121
4.4.4 显示器 123
4.4.5 打印机 124
习题 124
第5章 数据处理与控制策略 125
5.1 数字滤波和数据处理 125
5.1.1 数字滤波 126
5.1.2 数据处理 128
5.2 数字控制器的设计技术 131
5.2.1 数字控制器的连续化设计技术 132
5.2.2 数字控制器的离散化设计技术 133
5.3 数控技术 135
5.3.1 数控技术概述 135
5.3.2 数控技术原理 135
5.3.3 运动控制系统 138
5.4 数字PID控制算法 140
5.4.1 标准数字PID控制算法 140
5.4.2 数字PID控制算法的改进 141
5.4.3 数字PID参数整定 144
5.5 常规控制方案 145
5.5.1 串级控制系统 145
5.5.2 前馈控制系统 146
5.5.3 纯滞后补偿控制系统 147
5.6 先进控制方案 149
5.6.1 预测控制系统 149
5.6.2 模糊控制系统 152
5.6.3 神经网络控制系统 154
5.6.4 数字孪生系统 155
5.6.5 基于人工智能的下一代控制系统 156
习题 157
第6章 计算机控制系统中的抗干扰
技术 159
6.1 干扰的传播途径与作用方式 159
6.1.1 干扰的来源 159
6.1.2 干扰的传播途径 159
6.1.3 干扰的作用方式 162
6.2 硬件抗干扰技术 164
6.2.1 电源系统的抗干扰技术 164
6.2.2 接地系统的抗干扰技术 166
6.2.3 过程通道的抗干扰技术 168
6.3 软件抗干扰技术 171
6.3.1 信号处理抗干扰技术 172
6.3.2 CPU及程序的抗干扰技术 173
6.4 提高计算机控制系统可靠性的
设计措施 175
6.4.1 分散控制技术 175
6.4.2 冗余技术 176
6.4.3 自诊断技术 177
6.4.4 环境设计措施 178
6.4.5 管理和维护措施 178
6.4.6 灾难恢复设计 179
6.4.7 可靠性测试 179
习题 179
第7章 计算机控制系统软件 180
7.1 计算机控制软件概述 180
7.1.1 计算机软件基础 180
7.1.2 计算机控制系统软件功能 181
7.2 操作系统 182
7.2.1 操作系统的分类 182
7.2.2 操作系统的功能 183
7.2.3 常见操作系统 184
7.3 数据结构与算法 185
7.3.1 数据结构的定义 185
7.3.2 数据结构的分类 185
7.3.3 算法和算法分析 186
7.3.4 常见的算法 187
7.4 计算机控制系统中的数据库 188
7.4.1 数据库系统概述 188
7.4.2 数据库的三级模式 191
7.4.3 数据模型 1