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第1章 绪论 1

1．1计算机控制系统概述 2

微型计算机控制系统的概念 2

计算机控制系统的特点 3

计算机控制系统的控制过程 5

1．2计算机控制系统的组成 6

计算机控制系统的硬件 6

计算机控制系统的软件 9

1．3计算机控制系统的分类 10

操作指导控制系统 10

直接数字控制系统（DDC） 10

计算机监督控制系统（SCC） 11

分布式控制系统（DCS） 12

计算机集成制造系统（CIMS） 12

现场总线控制系统（FCS） 14

嵌入式控制系统 16

1．4计算机控制系统的发展概况及发展趋势 17

计算机控制系统的发展历史 17

计算机控制系统的发展趋势 19

习题1 21

第2章 计算机控制系统的I／O接口和I／O通道 22

2．1 I／O接口在计算机控制系统中的应用 22

I／O接口的必要性 22

I／O接口在计算机控制系统中的应用 23

2．2 I／O控制方式 24

程序控制方式 24

中断控制方式 28

存储器直接存取方式（DMA） 29

通道控制方式 30

2．3 I／O接口设计的一般方法及应用举例 32

数字量的输入输出 32

开关量的输入输出 33

2．4 I／O通道的组成及工作原理 34

数字量输入／输出通道 34

模拟量输入／输出通道 38

2．5 D／A转换器的原理及应用 45

D／A转换器的原理 46

D／A转换器的应用 48

2．6 A／D转换器的原理及应用 49

A／D转换器的原理 49

A／D转换器的应用 52

2．7 I／O通道的抗干扰技术 52

干扰的分类 53

干扰的耦合方式 54

常见的抗干扰技术 54

习题2 55

第3章 常用控制程序设计 56

3．1巡回检测程序设计 56

3．2数字滤波程序设计 60

算术平均值滤波 60

中值滤波 62

一阶滞后滤波 63

程序判断滤波 64

加权算术平均值滤波 66

多级数字滤波器 67

3．3标度变换程序设计 68

线性参数标度变换公式 68

非线性参数标度变换公式 69

3．4上下限报警处理程序设计 70

3．5软件抗干扰技术 71

3．6查表技术 74

3．7数据预处理技术 77

系统误差的自动校准 77

线性插值法 78

3．8中小功率直流电机调速控制 80

3．9步进电机控制 84

步进电机的结构与工作原理 85

步进电机的工作方式 86

步进电机程序控制原理 87

习题3 91

第4章 数字控制器的连续化设计方法 93

4．1数字控制器的连续化设计步骤 94

4．2模拟调节器的离散化方法 96

4．3 PID算法的数字实现 101

模拟PID调节器 101

PID算法的数字实现 105

4．4几种改进的PID控制算法 107

对积分项的改进 108

对微分项的改进 111

其他改进的PID控制算法 113

4．5 PID控制器的参数整定 117

4．6 纯滞后对象的控制算法——施密斯（Smith）预估控制 122

习题4 124

第5章 数字控制器的离散化设计方法 126

5．1数字控制器的离散化设计步骤 126

5．2最少拍无差随动系统的设计 128

典型输入下理想最少拍无差系统的设计 128

最少拍控制器的物理可实现性和稳定性要求 131

最少拍有纹波控制器的设计 132

最少拍无差控制器的局限性 136

5．3最少拍无纹波随动系统的设计 138

5．4数字控制器的频域设计法 144

w变换 144

数字控制器的频率特性 146

数字控制器的频域法——w变换法设计步骤 148

串联相位滞后校正器的w变换法设计 149

串联相位超前校正器的w变换法设计 152

5．5纯滞后对象的控制算法——大林算法 154

大林算法的设计原则及数字控制器的形式 155

振铃现象的产生及其消除 156

大林算法的设计步骤 160

5．6数字控制器的实现方法 161

直接程序设计法 161

串行程序设计法 162

并行程序设计法 164

习题5 165

第6章 总线技术在计算机控制系统中的应用 168

6．1概述 168

总线结构 168

总线的分类 170

总线特性及性能指标 171

总线标准 172

总线控制方法 173

6．2 PC的局部总线 173

ISA工业标准总线 173

EISA扩展的工业标准结构总线 178

PCI总线 179

6．3并行通信技术 183

PC并口 183

Enhanced Parallel Port Mode（EPP） 185

6．4串行通信技术及其标准总线 188

串行通信技术 188

串行通信标准总线 194

6．5现场总线技术及其应用 196

现场总线控制系统的优越性 197

现场总线系统的技术特点 197

典型现场总线简介 198

习题6 200

第7章 微型计算机控制系统的设计与实践 201

7．1系统设计的基本要求和特点 201

系统设计的基本要求 201

系统设计的特点 203

7．2微型计算机控制系统的设计方法及步骤 203

设计步骤 204

系统的设计及实现过程 205

7．3微型计算机控制系统设计举例 209

ControX2000组态软件简介 209

直流电机控制系统设计 213

步进电机控制系统设计 216

温度控制系统设计 232

习题7 239

第8章 分布式计算机控制系统 240

8．1概述 240

分布式计算机控制系统的概念 240

分布式计算机控制系统的特点 241

分布式计算机控制系统设计的基本原则 243

8．2分布式计算机控制系统的体系结构 244

8．3分布式计算机控制系统的发展 249

8．4横河电机CENTUM CS 3000 R3集散控制系统 255

习题8 260

参考文献 261