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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121

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255

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391

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4124

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5165

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6200

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7239

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8260

参考文献261