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第1章 绪论2

1.1　控制系统基础2

1.1.1 控制系统基本概念2

1.1.2　控制系统工作特性3

1.2　微型计算机控制系统体系结构与特征5

1.2.1　微型计算机控制系统体系结构5

1.2.2　微型计算机控制系统特征9

1.3　微型计算机控制系统分类12

1.3.1　经典微型计算机控制系统12

1.3.2　新型微型计算机控制系统13

1.4　微型计算机控制技术的发展15

习题16

第2章 微型计算机控制理论基础18

2.1　连续系统数学基础18

2.1.1　拉普拉斯变换18

2.1.2　传递函数与方块图21

2.1.3　线性定常系统的脉冲响应25

2.2　离散系统数学基础25

2.2.1 离散时间信号与采样信号的表示25

2.2.2　差分与差商26

2.2.3　Z变换27

2.2.4　离散系统传递函数34

2.3　采样周期的一般选择方法39

2.3.1 香农（shannon）采样定理39

2.3.2　采样周期的选择40

习题42

第3章　接口与过程通道配置技术44

3.1 概述44

3.2　面向过程通道的接口技术46

3.2.1　接口的基本结构、任务和功能46

3.2.2　接口的数据传送方式47

3.2.3　接口扩展48

3.2.4　接口实例49

3.3　模拟输入过程通道配置52

3.3.1　通道基本结构52

3.3.2　信号的拾取方式53

3.3.3　通道放大技术54

3.3.4　模拟多路切换技术57

3.3.5　采样保持技术59

3.3.6　模／数转换技术61

3.4　模拟输出过程通道配置72

3.4.1　通道基本结构72

3.4.2　D/A转换原理73

3.4.3　D/A转换器及接口设计75

3.5　开关量输入过程通道配置81

3.5.1　通道基本结构81

3.5.2　开关量采集技术82

3.5.3　开关量信号规范技术84

3.5.4　过程开关量输入接口设计86

3.6　开关量输出过程通道配置86

3.6.1　通道基本结构86

3.6.2　开关量输出接口设计86

3.6.3　典型开关量输出过程通道87

习题88

第4章　数据采集与处理技术90

4.1　数据采集系统概述90

4.1.1　数据采集系统概念90

4.1.2　数据采集系统的功能91

4.1.3　设计数据采集系统应考虑的一些问题91

4.2　模拟数据采集技术92

4.2.1 模拟数据采集电路92

4.2.2　模拟数据采集软件的流程图93

4.2.3　模拟量数据采集的预处理方法97

4.3　模拟数据采集系统采集数据的后处理技术100

4.3.1 工程量标度变换100

4.3.2　线性化处理102

4.3.3　上下限检查103

4.4　开关量数据采集技术104

4.4.1 开关最数据采集电路模型104

4.4.2　开关量数据采集软件的一般结构105

4.4.3　开关量数据的处理方法106

4.5　虚拟仪器及其应用基础106

4.5.1　虚拟仪器概述106

4.5.2　虚拟仪器的一般结构108

4.5.3　基于构件的虚拟仪器开发110

4.5.4　虚拟仪器的发展趋势112

习题113

第5章 数字控制器的设计114

5.1 PID控制器设计114

5.1.1 模拟PID控制规律114

5.1.2 PID控制规律的数字化实现算法116

5.1.3 PID控制算法改进120

5.1.4 数字PID控制器参数整定123

5.2　最少拍控制器直接设计128

5.2.1 数字控制器直接设计步骤128

5.2.2　最少拍无差系统的设计129

5.2.3　最少拍控制器的可实现性和稳定性要求132

5.2.4　最少拍快速有波纹系统设计的一般方法133

5.2.5　最少拍控制系统的局限性136

5.2.6　最少拍无波纹系统的设计137

5.3　w变换与大林算法140

5.3.1 w变换法设计140

5.3.2　纯滞后对象的控制算法——大林算法143

习题147

第6章 顺序与数字程序控制技术149

6.1　顺序控制技术149

6.1.1　顺序控制概述149

6.1.2　顺序控制工作原理及设计步骤150

6.1.3　微型计算机剪板系统设计152

6.2　数字程序控制技术155

6.2.1　数字程序控制概述155

6.2.2　逐点直线与圆弧插补原理157

6.2.3　数字积分插补法163

6.3 电机控制及其接口技术166

6.3.1　小功率直流电机及控制166

6.3.2　步进电机控制技术170

习题173

第7章 智能控制基础174

7.1　模糊控制基础174

7.1.1　模糊控制理论基础174

7.1.2　模糊控制应用基础180

7.1.3　模糊控制系统一般原理188

7.2　神经网络控制基础193

7.2.1 神经网络基础194

7.2.2　神经网络的结构和学习规则196

7.2.3　神经网络控制原理198

7.3　遗传算法控制基础202

7.3.1　遗传算法概述202

7.3.2　遗传算法应用基础206

7.3.3　基于遗传算法的模糊控制209

习题212

第8章　总线技术214

8.1 并行总线214

8.1.1 PC总线214

8.1.2 STD总线217

8.2　串行通信标准总线217

8.2.1 RS-232-C217

8.2.2 RS-422-A/RS 423-A和RS-485221

8.2.3　通用外设接口标准223

8.3　现场总线技术228

8.3.1　现场总线的基本内容和发展概况229

8.3.2　现场总线控制系统的特点229

8.3.3　几种典型的现场总线230

8.3.4　现场总线的应用232

习题234

第9章　微型计算机控制系统设计235

9.1 微型计算机控制系统设计的基本要求与步骤235

9.1.1 系统设计的基本要求235

9.1.2　微型计算机控制系统设计的一般步骤236

9.2　微型计算机温度控制系统设计242

9.2.1 系统总体方案设计242

9.2.2　硬件设计243

9.2.3　数字控制器的设计245

9.2.4　软件设计245

9.3　模糊电冰箱系统设计246

9.3.1 电冰箱的控制要求246

9.3.2　模糊电冰箱系统结构248

9.3.3　模糊控制规则248

9.3.4 TMP86C846N单片机介绍252

9.3.5　控制系统的电路结构254

9.3.6　软件实现255

习题259

附录 IC卡技术基础261

1　IC卡分类261

2　接触式IC卡技术基础261

3　非接触式IC卡技术基础268

参考文献275