計算機控制系統(tǒng)

前言

自動化學科有著光榮的歷史和重要的地位，20世紀50年代我國政府就十分重視自動化學科的發(fā)展和自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)。五十多年來，自動化科學技術在眾多領域發(fā)揮了重大作用，如航空、航天等，“兩彈一星”的偉大工程就包含了許多自動化科學技術的成果。自動化科學技術也改變了我國工業(yè)整體的面貌，不論是石油化工、電力、鋼鐵，還是輕工、建材、醫(yī)藥等領域都要用到自動化手段，在國防工業(yè)中自動化的作用更是巨大的?，F(xiàn)在，世界上有很多非?；钴S的領域都離不開自動化技術，比如機器人、月球車等。另外，自動化學科對一些交叉學科的發(fā)展同樣起到了積

內容概要

本書是作者在清華大學自動化系多年教學和科研的總結，系統(tǒng)地論述了計算機控制系統(tǒng)的結構、原理、設計和應用，既有理論分析也有應用實例。全書共4篇17章，分別論述了直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）、集散控制系統(tǒng)（DCS）、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）和可編程控制器系統(tǒng)（PCS或PLC）。每篇層次分明，條理清晰，既自成體系又相互聯(lián)系，體現(xiàn)了系統(tǒng)性、先進性、理論性和實用性。    本書可以作為高等院校自動化專業(yè)、計算機控制專業(yè)及相關專業(yè)的教材，也可以供有關科技人員參考。

作者簡介

王錦標，江蘇南通人。清華大學自動化系教授，1970年清華大學畢業(yè)，留校任教。長期從事計算機控制理論和方法的研究與教學工作。研究領域包括直接數(shù)字控制（DDC）、集散控制系統(tǒng)（DCS）、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）、可編程控制器系統(tǒng)（PCS，PLC）和監(jiān)控組態(tài)軟件，并先后承擔了與

書籍目錄

第1篇　直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）　第1章　DDC系統(tǒng)的概述  　1.1　DDC系統(tǒng)的形成和發(fā)展    　1.1.1  DDC系統(tǒng)的形成　    1.1.2　DDC系統(tǒng)的發(fā)展  　1.2　DDC系統(tǒng)的體系結構    　1.2.1  DDC系統(tǒng)的硬件結構　    1.2.2　DDC系統(tǒng)的軟件結構  　  1.2.3　DDC系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構　  本章小結　第2章　DDC系統(tǒng)的算法  　2.1　常規(guī)DDC算法    　2.1.1　數(shù)字PID控制算法　    2.1.2　數(shù)字PID控制算法的實現(xiàn)  　  2.1.3　數(shù)字PID控制算法的應用　  2.2　現(xiàn)代DDC算法  　  2.2.1　最優(yōu)控制算法    　2.2.2　預測控制算法　  本章小結　第3章　DDO系統(tǒng)的硬件  　3.1　DDC系統(tǒng)的主機單元    　3.1.1  DDC系統(tǒng)的主機　    3.1.2　DDC系統(tǒng)的通信　  3.2　DDC系統(tǒng)的輸入輸出單元　    3.2.1　輸入輸出概述　    3.2.2　模擬量輸入輸出　    3.2.3　數(shù)字量輸入輸出　　3.3　DDC系統(tǒng)的人機接口單元    　3.3.1　操作顯示設備　    3.3.2　操作顯示接口　　3.4　DDC系統(tǒng)的抗干擾技術    　3.4.1　干擾的抑制　    3.4.2　接地和供電　　本章小結　第4章　DDC系統(tǒng)的軟件  　4.1　DDC系統(tǒng)的控制運算軟件    　4.1.1　DDC系統(tǒng)的控制軟件　    4.1.2　DDC系統(tǒng)的運算軟件  　4.2　DDC系統(tǒng)的輸入輸出軟件　    4.2.1　DDC系統(tǒng)的輸入軟件  　  4.2.2　DDC系統(tǒng)的輸出軟件　  4.3　DDC系統(tǒng)的人機接口軟件  　  4.3.1　DDC系統(tǒng)的操作顯示軟件    　4.3.2　DDC系統(tǒng)的操作管理軟件　  4.4　DDC系統(tǒng)的監(jiān)控組態(tài)軟件  　  4.4.1　DDC系統(tǒng)的監(jiān)控組態(tài)軟件的結構    　4.4.2　DDC系統(tǒng)的監(jiān)控組態(tài)軟件的應用　  本章小結　第5章　DDC系統(tǒng)的設計和應用  　5.1　DDC系統(tǒng)的設計    　5.1.1　DDC系統(tǒng)的設計原則　    5.1.2　DDC系統(tǒng)的設計過程  　  5.1.3　DDC系統(tǒng)的設計方法　  5.2　DDC系統(tǒng)的應用  　  5.2.1　DDC系統(tǒng)的應用設計　    5.2.2　DDC系統(tǒng)的應用實例  　本章小結　　第1篇小結  　第1篇習題與思考題第2篇　集散控制系統(tǒng)（DCS）　第6章　DCS的概述　　第7章　DCS的控制站　　第8章　DCS的操作員站　第9章　DCS的工程師站　第10章　DCS的應用設計　第3篇　現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）　第11章　FCS的概述　第12章　FCS的現(xiàn)場總線　　第13章　FCS的現(xiàn)場控制層　第14章　FCS的應用設計　第4篇　可編程控制器系統(tǒng)（PCS）　第15章　PCS的概述　第16章　PCS的指令系統(tǒng)　　第17章　PCS的應用設計　參考文獻附錄：縮寫詞

章節(jié)摘錄

DDC系統(tǒng)的算法分為連續(xù)、邏輯和順序控制三類算法，其中連續(xù)控制算法又分為兩類，一類是常規(guī)DDC算法，另一類是現(xiàn)代DDC算法。前者是用經(jīng)典控制理論及算法構成控制器，其中尤以PID控制器為代表，可以構成各類控制回路，常用的有單回路、串級、前饋、比值、選擇性、分程、純遲延補償和解耦控制回路等。后者是用現(xiàn)代控制理論及算法構成控制器，常用的有最優(yōu)控制器、預測控制器、自適應控制器等。這兩類連續(xù)控制算法也適用于DCS、FCS、PCS或PLC，也就是說，DDC、DCS、FCS、PCS或PLC的連續(xù)控制算法有其共性，所以本書僅在此章敘述連續(xù)控制算法，邏輯和順序控制算法將在DCS、PCS或PLC中敘述。本章敘述常規(guī)DDC算法和現(xiàn)代DDC算法。2．1常規(guī)DDC算法按被控量與設定值的偏差進行比例（P）、積分（I）、微分（D）控制的PID控制器（亦稱PID調節(jié)器）是應用最為廣泛的一種常規(guī)控制器。它具有原理簡單，易于實現(xiàn)，魯棒性（robustness）強和適用面廣等優(yōu)點。在計算機用于生產(chǎn)過程之前，各種類型的氣動、液動和電動PID控制器幾乎一直占主導地位。計算機的出現(xiàn)及其在生產(chǎn)過程中的應用使這種情況有所改變。盡管現(xiàn)代控制理論應用于工業(yè)控制后，相繼出現(xiàn)了一批復雜的只有計算機才能實現(xiàn)的控制算法。但是在計算機控制中，PID控制仍然是目前應用最為廣泛的控制算法。不過，用計算機實現(xiàn)PID控制，已不僅僅是簡單地把：PID控制算法數(shù)字化，而是與計算機的邏輯判斷和運算功能進一步結合起來，使PID控制更加靈活多樣，更能滿足生產(chǎn)過程提出的各式各樣的要求。目前在DDC、DCS、FCS、PCS或PLC中，PID控制算法仍然占主導地位。為此，本節(jié)將詳細討論數(shù)字PID控制算法、數(shù)字PID控制算法的實現(xiàn)及數(shù)字PID控制算法的應用。

編輯推薦

《計算機控制系統(tǒng)》(第2版)既有研究和開發(fā)計算機控制系統(tǒng)的經(jīng)典論述，也有應用和設計計算機控制系統(tǒng)的工程內容，是一本研發(fā)和應用、理論與實際相結合的教材?！队嬎銠C控制系統(tǒng)》(第2版)可以作為高等院校自動化專業(yè)、計算機控制專業(yè)及相關專業(yè)的教材，也可以供有關科技人員參考。

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