讀者對象:本書可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機應(yīng)用、測控技術(shù)、機電一體化等專業(yè)應(yīng)用型本科生的授課教材, 也可作為相關(guān)專業(yè)的研究生教材, 同時可作為控制類專業(yè)教師的輔助教材, 以及從事計算機控制技術(shù)的工程人員的工具書
《21世紀高等學(xué)校規(guī)劃教材:計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)仿真》從計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的基礎(chǔ)知識出發(fā),系統(tǒng)闡述了計算機控制技術(shù)中硬件、軟件、控制算法的設(shè)計與實現(xiàn)方法。不僅對計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計、分析、校正和應(yīng)用的基礎(chǔ)內(nèi)容進行了總結(jié)和講解,而且介紹了利用proteus軟件進行硬件電路的仿真,利用matlab軟件進行控制算法的仿真與分析,以及使用組態(tài)王軟件進行控制系統(tǒng)人機界面的設(shè)計。在介紹設(shè)計方法的同時融人典型實例分析,力求讀者在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的過程中,掌握一些輔助性的軟件工具,提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率,也為教師提供一種新的教學(xué)思路。
《21世紀高等學(xué)校規(guī)劃教材:計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)仿真》可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機應(yīng)用、測控技術(shù)、機電一體化等專業(yè)應(yīng)用型本科生的授課教材,也可作為相關(guān)專業(yè)的研究生教材,同時可作為控制類專業(yè)教師的輔助教材,以及從事計算機控制技術(shù)的工程人員的工具書。
計算機控制技術(shù)是高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機應(yīng)用、測控技術(shù)、機電一體化等專業(yè)的專業(yè)主干課程,也是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)技術(shù),是計算機技術(shù)、自動化理論與工業(yè)生產(chǎn)控制緊密結(jié)合的產(chǎn)物。涉及到電子技術(shù)、控制理論、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和系統(tǒng)工程等諸多領(lǐng)域。其應(yīng)用越來越廣泛,并逐漸向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展。
本書注重基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和實用性,全面、系統(tǒng)地總結(jié)了計算機控制系統(tǒng)的理論,以及系統(tǒng)硬件、軟件和控制策略的設(shè)計與實現(xiàn)方法,從培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才出發(fā),闡述基本理論的同時兼顧工程實踐應(yīng)用; 討論了怎樣將功能強大的EDA工具軟件——Proteus——用于硬件電路的設(shè)計與仿真; 還將MATLAB和Simulink用于計算機控制系統(tǒng)的分析和控制器的設(shè)計; 通過大量實例和仿真方法的研究,加強學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)與鍛煉,引導(dǎo)學(xué)生能夠快速地進行計算機控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計和實現(xiàn)。另外,掌握恰當?shù)姆抡娣绞竭可以提高教師教學(xué)的生動性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和效率。本書最后還給出了部分實驗內(nèi)容,便于選擇該教材的教師在教學(xué)時參考使用。
本書共分為11章,第1章主要講述計算機控制系統(tǒng)的基本概念、系統(tǒng)的典型形式、計算機控制技術(shù)的發(fā)展情況,以及該課程學(xué)習(xí)的要點; 第2章通過一個計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用范例,使讀者對計算機控制系統(tǒng)有一個整體的了解; 第3章闡述計算機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計技術(shù); 第4章討論硬件仿真技術(shù),并著重介紹使用Proteus軟件進行硬件電路的仿真; 第5章主要討論計算機控制系統(tǒng)的控制算法; 第6章通過對MATLAB軟件的介紹,討論如何進行控制系統(tǒng)的仿真與分析; 第7章主要研究數(shù)字程序控制技術(shù),以步進電機為驅(qū)動設(shè)備,重點介紹插補算法、步進進給方式等; 第8章討論計算機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計方法、OPC技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù); 第9章主要介紹使用組態(tài)軟件進行系統(tǒng)監(jiān)控界面的設(shè)計; 第10章討論計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計原則、方法,以及設(shè)計實例; 第11章是課程實驗,可供實驗教學(xué)選用。
書中所有的實例都經(jīng)過調(diào)試,有很強的實踐參考價值。
本書編寫過程中,南陽理工學(xué)院翟天嵩任主編,南陽理工學(xué)院劉忠超和西安電子科技大學(xué)米建偉任副主編。第1、3、4章由翟天嵩編寫,第2章由米建偉編寫,第5、9章由劉忠超編寫,第6章和第8章的8.1節(jié)、8.2節(jié)由張丹編寫,第7章和第11章由熊雷編寫,第8章的8.3節(jié)和8.4節(jié)由崔玉連編寫,第10章由劉勇軍編寫。
本書為南陽理工學(xué)院“優(yōu)秀教材”建設(shè)項目,由高有堂教授主審,在此表示感謝。
計算機控制技術(shù)是一項涵蓋面寬、應(yīng)用性強,且發(fā)展較快的技術(shù),編寫過程中,我們盡量做到知識嚴謹、技術(shù)實用,但鑒于編著者水平有限,書中難免有疏漏之處,敬請廣大讀者批評指正。
編者
2012年4月
第1章 緒論
1.1 計算機控制系統(tǒng)的基本概念
1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型形式
1.3 計算機控制技術(shù)的發(fā)展
1.4 計算機控制技術(shù)的學(xué)習(xí)要點
習(xí)題
第2章 計算機控制系統(tǒng)范例
2.1 溫度控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
2.2 溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
2.3 系統(tǒng)工作過程
習(xí)題
第3章 硬件設(shè)計基礎(chǔ)
3.1 計算機控制系統(tǒng)常用主控制器
3.2 總線技術(shù)
3.3 數(shù)字量輸入輸出通道
3.4 模擬量輸入輸出通道
3.5 輸入輸出板卡舉例
習(xí)題
第4章 硬件系統(tǒng)仿真技術(shù)
4.1 proteus軟件概述
4.2 proteusisis設(shè)計界面
4.3 原理圖編輯的基本操作
4.4 系統(tǒng)仿真
習(xí)題
第5章 計算機控制系統(tǒng)的控制算法
5.1 線性離散系統(tǒng)的z變換及z反變換
5.2 脈沖傳遞函數(shù)和差分方程
5.3 數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計方法
5.4 數(shù)字控制器的離散化設(shè)計方法
5.5 史密斯預(yù)估控制
5.6 串級控制
習(xí)題
第6章 matlab與控制系統(tǒng)仿真
6.1 matlab軟件簡介
6.2 控制系統(tǒng)的建模及模型轉(zhuǎn)換
6.3 控制系統(tǒng)的matlab仿真
習(xí)題
第7章 數(shù)字程序控制技術(shù)
7.1 數(shù)字程序控制基礎(chǔ)
7.2 逐點比較法插補原理
7.3 步進驅(qū)動數(shù)字程序控制技術(shù)
7.4 其他數(shù)字程序控制驅(qū)動設(shè)備
習(xí)題
第8章 計算機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
8.1 計算機控制系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)
8.2 系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計
8.3 opc技術(shù)
8.4 數(shù)據(jù)處理技術(shù)
習(xí)題
第9章 組態(tài)軟件應(yīng)用
9.1 工業(yè)組態(tài)軟件概述
9.2 組態(tài)王基本功能的實現(xiàn)
9.3 組態(tài)王曲線、控件與報表的應(yīng)用
9.4 組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
習(xí)題
第10章 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
10.1 系統(tǒng)設(shè)計的原則與步驟
10.2 系統(tǒng)的工程設(shè)計與實施
10.3 基于opc和simulink的實時過程控制系統(tǒng)設(shè)計
習(xí)題
第11章 課程實驗
11.1 模擬量過程通道和數(shù)據(jù)采集處理
11.2 數(shù)字量過程通道和數(shù)據(jù)采集處理
11.3 地址譯碼電路設(shè)計
11.4 adc0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器硬件設(shè)計實驗
11.5 采樣控制系統(tǒng)分析
11.6 pid調(diào)節(jié)器參數(shù)整定分析
11.7 最少拍控制系統(tǒng)計算機仿真
11.8 組態(tài)王軟件的組態(tài)設(shè)計
參考文獻