計算機(jī)控制：基礎(chǔ)·技術(shù)·工具·實例

第一篇 基礎(chǔ)篇
第1章 引言
1.1   可能會面對什么樣的計算機(jī)控制問題
1.1.1  引例：智能建筑（或小區(qū)）照明監(jiān)控系統(tǒng)
1.1.2  計算機(jī)控制問題域分析
1.2   如何使用本書
1.3   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
第2章 控制基礎(chǔ)
2.1   控制的基本概念
2.1.1  控制的基本概念
2.1.2  引例：液位控制
2.2   幾組重要概念
2.2.1  控制器與控制算法
2.2.2  PID控制
2.3   現(xiàn)代控制與智能控制
2.3.1  控制結(jié)構(gòu)
2.3.2  幾種常用的多控制器結(jié)構(gòu)
2.4   分層控制與分布式控制
2.4.1  采樣系統(tǒng)理論基礎(chǔ)
2.4.2  脈沖傳遞函數(shù)
2.4.3  采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性與動態(tài)響應(yīng)分析
2.4.4  連續(xù)域間設(shè)計——數(shù)字PID的實現(xiàn)
2.4.5  離散域直接設(shè)計法簡介
2.5   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
第3章 計算機(jī)基礎(chǔ)
3.1   計算機(jī)的基本概念
3.1.1  計算機(jī)理論的三個層次：體系結(jié)構(gòu)、組成、實現(xiàn)；馮·諾依曼結(jié)構(gòu)
3.1.2  微機(jī)系統(tǒng)三個層次：微處理器、微機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)
3.1.3  兩類指令集：RISC，CISC
3.1.4  兩種存儲空間配置方式：普林斯頓結(jié)構(gòu)、哈佛結(jié)構(gòu)
3.1.5  多板機(jī)、單板機(jī)、單片機(jī)、通用機(jī)、專用機(jī)、嵌入式系統(tǒng)
3.1.6  與連接相關(guān)的概念：數(shù)據(jù)通信，接口，端口、過程通道，總線，網(wǎng)絡(luò)
3.1.7  計算機(jī)與外設(shè) 數(shù)據(jù)傳送方式
3.1.8  JTAG，系統(tǒng)重構(gòu)、系統(tǒng)內(nèi)可重構(gòu)，靜態(tài)重構(gòu)、動態(tài)重構(gòu)，LAP，ISP
3.1.9  其他常用概念
3.2   MCU類計算機(jī)
3.2.1  MCU概述
3.2.2  MCU的選擇與應(yīng)用
3.2.3  ARM簡介
3.3   DSP簡介
3.3.1  DSP概述
3.3.2  DSP的選擇與應(yīng)用
3.4   可編程ASIC簡介
3.5   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
第4章 傳感器與執(zhí)行元件基礎(chǔ)
4.1   傳感器基礎(chǔ)
4.1.1  傳感器概述
4.1.2  常用傳感器的選擇與應(yīng)用
4.2   執(zhí)行元件基礎(chǔ)
4.2.1  執(zhí)行元件概述
4.2.2  常用執(zhí)行元件的選擇與應(yīng)用
4.3   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
習(xí)題與思考題一
第二篇 技術(shù)篇
第5章 過程通道技術(shù)
5.1   過程通道的基本概念
5.1.1  過程通道的信號種類
5.1.2  過程通道的編址方式與地址譯碼技術(shù)
5.1.3  過程通道是路設(shè)計應(yīng)考慮的典型問題
5.1.4  多通道的結(jié)構(gòu)方案與器件復(fù)用
5.2   數(shù)字量輸入輸出通道
5.2.1  概述
5.2.2  數(shù)字量輸入通道
5.2.3  數(shù)字量輸出通道
5.3   模擬量輸入通道
5.3.1  模擬量輸入通道的構(gòu)成
5.3.2  模擬小信號放大電路及采樣保持電路
5.3.3  ADC的選型與使用
5.4   模擬量輸出通道
5.4.1  模擬量輸出通道的構(gòu)成
5.4.2  DAC的選型與使用
5.5   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
第6章 數(shù)據(jù)處理技術(shù)
6.1   數(shù)字濾波
6.1.1  中值濾波
6.1.2  平均值波波
6.1.3  程序判斷濾波
6.1.4  一階慣性濾波
6.1.5  濾波方法的比較與選擇
6.2   標(biāo)度變換
6.2.1  標(biāo)度變換的定義
6.2.2  標(biāo)度變換的方法
6.3   線性化
6.3.1  公式計算法
6.3.2  查表法
6.3.3  插值法
6.4   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
第7章 控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
7.1   網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
7.1.1  基本概念
7.1.2  常用的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型
7.1.3  信息網(wǎng)與控制網(wǎng)
7.2   現(xiàn)場總線技術(shù)
7.2.1  現(xiàn)場總線技術(shù)簡介
7.2.2  有代表性的現(xiàn)場總線解決解決方案
7.3   工業(yè)以太網(wǎng)
7.3.1  工業(yè)以太網(wǎng)簡介
7.3.2  有代表性的工業(yè)以太網(wǎng)解決方案
7.4   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
第8章 可靠性技術(shù)
8.1   可靠性的基本概念
8.1.1  可靠性指標(biāo)
8.1.2  可靠性模型
8.1.3  可靠性設(shè)計的基本內(nèi)容
8.1.4  計算機(jī)控制系統(tǒng)干擾分析
8.2   電子系統(tǒng)硬件可靠性技術(shù)簡介
8.2.1  接地技術(shù)
8.2.2  EMC與屏蔽技術(shù)
8.2.3  PCB相關(guān)技術(shù)
8.3   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
習(xí)題與思考題二
第三篇 工具篇
第9章 數(shù)據(jù)自理與仿真工具
9.1   控制系統(tǒng)的仿真
9.1.1  控制系統(tǒng)仿真的概念
9.1.2  控制系統(tǒng)仿真的分類
9.1.3  控制系統(tǒng)仿真的過程
9.2   MATLAB簡介
9.2.1  MATLAB數(shù)據(jù)處理功能簡介
9.2.2  MATLAB繪圖功能簡介
9.2.3  MATLAB程序設(shè)計入門
9.2.4  SIMULINK仿真環(huán)境
9.2.5  MATLAB工具箱簡介
9.3   MATLAB在控制中的應(yīng)用實例
9.3.1  線性控制系統(tǒng)校正
9.3.2  現(xiàn)代控制與智能控制實例
9.4   小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
第10章 其他常用工具簡介
10.1  組態(tài)軟件簡介
10.1.1 組態(tài)軟件概述
10.1.2 PCAuto簡介
10.2  虛擬儀器簡介
10.2.1 虛擬儀器概述
10.2.2 LabVIEW簡介
10.3  小結(jié)與進(jìn)一步學(xué)習(xí)指南
習(xí)題與思考題三
第四篇 實例篇
第11章 可編程序控制器系統(tǒng)專題
11.1   可編程序控制器簡介
11.1.1 PLC概述
11.1.2 PLC的分類與選擇
11.2   可編程控制器的程序設(shè)計
11.2.1 程序設(shè)計語言
11.2.2 PLC程序設(shè)計的一般過程
11.3   可編程序控制器系統(tǒng)實例
11.3.1 基于PLC的DDC
11.3.2 基于PLC的SCC
第12章 嵌入式系統(tǒng)專題
12.1  嵌入式系統(tǒng)開發(fā)大門
12.1.1 總體設(shè)計
12.1.2 軟件設(shè)計
12.1.3 系統(tǒng)調(diào)試
12.2  嵌入式控制產(chǎn)品設(shè)計實例
12.2.1 基于現(xiàn)場總線的智能數(shù)據(jù)采集器
12.2.2 基于可編程器件的簡易邏輯分析儀
第13章 機(jī)電一體化專題
13.1  基于MCU的直流電機(jī)調(diào)速
13.1.1 器件的選用
13.1.2 功能分配
13.1.3 系統(tǒng)框圖
13.1.4 MCU和CPLD的程序說明
13.1.5 PCB的設(shè)計
13.1.6 設(shè)計小結(jié)
13.2  機(jī)器人
13.2.1 概述
13.2.2 典型的工業(yè)機(jī)器人——PUMA560
13.2.3 典型的移動服務(wù)機(jī)器人——TUTE03-A
13.2.4 典型的遙操作機(jī)器人——TTRP-01
13.2.5 典型的教育機(jī)器人——派爾博（PLABO）機(jī)器人平臺
13.3  數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用
13.3.1 數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)
13.3.2 現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)
第14章 綜合自動化與分布式控制專題
14.1  CMIS的基本概念及典型實例
14.1.1 CIMS的基本概念
14.1.2 流程工業(yè)CIMS的典型解決方案
14.2  流程工業(yè)綜合自動化的基本概念及典型實例
14.3  第四代DCS的基本概念及典型實例
14.3.1 第四代DCS的基本概念
14.3.2 HOLLiAS工業(yè)工程控制系統(tǒng)
14.4  基于智能微節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
14.4.1 基于智能微節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念
14.4.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和智能微節(jié)點的結(jié)構(gòu)
14.4.3 基于智能微節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的價值和影響
附錄篇
附錄A 術(shù)語表
附錄B 常用數(shù)學(xué)公式
B1 拉普拉斯（Laplace）變換
B1.1 拉普拉斯變換與拉普拉斯反變換的定義
B1.2 拉氏變換的性質(zhì)
B1.3 拉氏反變換的方法
B2 z變換
B2.1 z變換與z反變換的定義
B2.2 z變換的性質(zhì)
B2.3 z變換的計算方法
B2.4 z反變換的計算方法
B3 常用拉氏變換與z變換對照表
附錄C 誤差與不確定度的基本概念
C1 誤差的基本概念
C1.1 絕對誤差
C1.2 相以誤差
C1.3 誤差的分類
C2 測量不確定度
C2.1 測量不確定度與測量誤差
C2.2 測量不確定度的評定
C3 誤差積分準(zhǔn)則
C3.1 IE準(zhǔn)則
C3.2 IAE準(zhǔn)則
C3.3 ISE準(zhǔn)則
C3.4 ITAE準(zhǔn)則與ITSE準(zhǔn)則
附錄D 常用信息資源
D1 常用網(wǎng)絡(luò)資源
D2 常用雜志
D2.1 常用英文雜志
D2.2 常用中文核心期刊名錄
附錄E 常用封裝和器件
E1 常用封裝
E2 幾個常用芯片的管腳圖
E3 常用熱電偶的主要性能與使用環(huán)境
參考文獻(xiàn)
綜合類
現(xiàn)代控制與智能控制相關(guān)
傳感器與執(zhí)行元件相關(guān)
計算機(jī)相關(guān)
網(wǎng)絡(luò)相關(guān)
可靠性相關(guān)
控制軟件相關(guān)
應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)
誤差與不確定度相關(guān)