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第1章 自动控制技术概述1

1.1引言1

1.2高技术和新技术基本特征1

1.3实用自动控制特点及内容4

1.3.1特点4

1.3.2内容4

1.4习题8

第2章 传感器的结构原理9

2.1传感器概述9

2.1.1传感器概念9

2.1.2传感器的应用9

2.2电阻式传感器10

2.2.1原理10

2.2.2结构类型11

2.3电感式传感器14

2.3.1原理15

2.3.2电感式传感器的主要形式15

2.4电容式传感器18

2.4.1原理18

2.4.2结构类型18

2.4.3电容式传感器的优缺点20

2.5光电式传感器20

2.5.1光电元件20

2.5.2光电传感器的应用实例24

2.6光纤传感器26

2.6.1工作原理26

2.6.2结构类型28

2.7霍尔传感器31

2.7.1原理31

2.7.2霍尔元件的基本结构33

2.7.3霍尔元件的使用方法33

2.8温度传感器34

2.8.1热电偶测温原理36

2.8.2热电偶结构36

2.8.3热电偶的使用37

2.8.4热电偶的补偿导线38

2.8.5热电偶使用注意事项40

2.8.6热电偶故障及其修复方法41

2.8.7热敏电阻温度传感器性能参数41

2.8.8集成温度传感器42

2.9气体传感器43

2.9.1半导体气体传感器结构43

2.9.2应用举例44

2.10磁性传感器46

2.10.1压磁式传感器46

2.10.2磁电式传感器49

2.11其他形式传感器52

2.11.1涡流传感器53

2.11.2压电式传感器55

2.11.3振弦式传感器57

2.11.4湿度传感器58

2.11.5等强度应变梁传感器62

2.11.6商业电子秤用传感器65

2.12传感器的现状及存在问题67

2.13习题72

第3章 参数检测73

3.1力参数检测73

3.1.1扭转力矩检测73

3.1.2压（拉）力检测78

3.1.3张力检测86

3.1.4应力检测88

3.2热参数检测94

3.2.1热敏电阻检测法94

3.2.2热电偶检测法96

3.3声参数检测97

3.3.1声强测定原理98

3.3.2测定方法99

3.4光参数检测100

3.4.1测定原理100

3.4.2检测方法101

3.5电参数检测103

3.5.1直流电流和直流电压的检测103

3.5.2直流电功率检测106

3.5.3交流电流和交流电压的检测107

3.5.4交流电功率检测107

3.5.5电参数测量注意事项109

3.6习题110

第4章 自动控制理论基础112

4.1系统动态过程分析基础112

4.1.1过渡过程及微分方程算子法112

4.1.2结构图及传递函数117

4.1.3电路的导纳阻抗及传递函数表示方法122

4.2常用控制系统的基本类型126

4.2.1单回路系统126

4.2.2多回路系统126

4.2.3串级系统127

4.2.4比值系统128

4.2.5复合系统129

4.3自动控制系统典型环节130

4.3.1惯性环节130

4.3.2比例环节131

4.3.3积分环节132

4.3.4滞后环节134

4.3.5振荡环节135

4.3.6微分环节136

4.4 PID调节器137

4.4.1比例（P）调节器139

4.4.2积分（I）调节器140

4.4.3微分（D）调节器141

4.4.4比例积分（PI）调节器141

4.4.5比例微分（PD）调节器144

4.4.6比例积分微分（PID）调节器146

4.4.7反馈网路带有电位计的调节器及惯性环节151

4.5最佳控制系统的标准及校正方法157

4.5.1评价系统的主要指标157

4.5.2二阶闭环调节系统的最佳标准158

4.5.3三阶闭环调节系统的最佳标准159

4.5.4二阶或三阶最佳标准应用举例161

4.5.5校正方法171

4.6控制系统常用参数（公式）图表及符号说明173

4.6.1调节器的二阶最佳与三阶最佳比较173

4.6.2电气传动常用调节对象的计算174

4.6.3常用电气网路的复数阻抗178

4.6.4常用电子调节器的线路及特性180

4.6.5符号说明183

4.7习题184

第5章 计算机控制189

5.1结构特性189

5.2指令功能193

5.2.1指令符号的意义193

5.2.2指令及地址194

5.3应用举例203

5.3.1工业顺序控制204

5.3.2步进电机控制207

5.3.3警报音变控制208

5.3.4彩灯花样控制209

5.3.5用单片机控制测量系统210

5.4习题212

第6章 接口技术213

6.1电平变换接口213

6.2各类半导体器件间的接口215

6.2.1晶体管驱动TTL电路的接口215

6.2.2运算放大器与CMOS电路间的接口216

6.2.3 CMOS与TTL的接口216

6.2.4光敏器件同TTL匹配的接口217

6.3工业电气设备及大负载与低压半导体器件的接口217

6.3.1工业电气设备与低压半导体器件的接口218

6.3.2大负载与低压半导体的接口218

6.4阻抗匹配及负荷计算220

6.4.1阻抗匹配实例220

6.4.2负荷计算223

6.5 D/A（数/模）转换及接口224

6.5.1 D/A（数/模）转换原理224

6.5.2 D/A（数/模）转换器及接口225

6.6 A/D（模/数）转换及接口226

6.6.1双积分A/D（模/数）转换原理226

6.6.2双积分A/D（模/数）转换器及接口227

6.7微机键盘、显示及通讯接口228

6.7.1键盘接口228

6.7.2显示器接口232

6.7.3通讯接口233

6.8习题235

第7章 执行机构236

7.1显示执行机构236

7.1.1数字式236

7.1.2屏幕式240

7.2记录执行机构241

7.2.1描笔式记录仪241

7.2.2自动平衡记录器244

7.2.3 x-y记录器245

7.2.4光线示波器245

7.2.5各种记录器的性能比较247

7.3电机执行机构248

7.3.1电机的结构及使用248

7.3.2电机的选择251

7.3.3电机容量计算255

7.4开关执行机构257

7.4.1接触器257

7.4.2继电器260

7.4.3半导体开关及机械开关263

7.5习题266

第8章 整机系统分析267

8.1整机系统设计267

8.1.1整机系统设计方法268

8.1.2整机系统设计步骤270

8.2整机系统安装270

8.2.1老化筛选270

8.2.2结构布局271

8.2.3部件安装271

8.2.4整机连接274

8.3整机系统调试和测量276

8.3.1调试过程中的测量277

8.3.2整机系统的调试283

8.4整机系统考核290

8.5习题291

附录A 习题参考答案293

附录B 几种MCS-51单片机与其他器件的连接线路图296

参考文献301