計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

內(nèi)容概要

本書除較全面介紹簡(jiǎn)單回路計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成外,主要圍繞采樣周期的選擇和對(duì)象純滯后時(shí)間對(duì)系統(tǒng)性能的影響,較系統(tǒng)地介紹相關(guān)的計(jì)算機(jī)控制理論的成果和控制技術(shù)。全書內(nèi)容主要包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成,系統(tǒng)模型，模擬化和直接數(shù)字設(shè)計(jì)法，伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)法，內(nèi)模控制算法和自校正控制設(shè)計(jì)方法，以及部分算法的應(yīng)用實(shí)例共九章。主要章節(jié)除有小結(jié)，還附有足量的例子和適量的習(xí)題。    本書除可作為高等院校工業(yè)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的教材外，還可供非電類從事計(jì)算機(jī)控制的研究生和從事計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章  緒論  第一節(jié) 概況  第二節(jié) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一般概念  第三節(jié) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類和發(fā)展  第四節(jié) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)  小結(jié)  思考題1第二章  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成  第一節(jié) 采樣與復(fù)現(xiàn)  第二節(jié) 量化  第三節(jié) 數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器  第四節(jié) 模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器  第五節(jié) 并行通用I/O接口  第六節(jié) 串行通信接口  小結(jié)  思考和練習(xí)題2第三章  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)模型  第一節(jié) 脈沖傳遞函數(shù)  第二節(jié) 系統(tǒng)帶零階保持器的采樣  第三節(jié) 具有時(shí)延時(shí)間系統(tǒng)的采樣  第四節(jié) s域和z域的映射  第五節(jié) 系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)的計(jì)算  第六節(jié) 數(shù)字控制器D（z)的實(shí)現(xiàn)  第七節(jié) 有限字長(zhǎng)的影響  第八節(jié) 擾動(dòng)和擾動(dòng)模型  小結(jié)  思考和練習(xí)題3第四章  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的模擬化設(shè)計(jì)法  第一節(jié) 模擬調(diào)節(jié)器的離散化  第二節(jié) 模擬調(diào)節(jié)器的離散等效設(shè)計(jì)原理  第三節(jié) 數(shù)字PID控制算法  第四節(jié) 計(jì)算機(jī)前饋-反饋控制算法  第五節(jié) 計(jì)算機(jī)串級(jí)控制系統(tǒng)的控制算法  第六節(jié) 計(jì)算機(jī)解耦控制算法  小結(jié)    思考和練習(xí)題4第五章  直接數(shù)字設(shè)計(jì)法  第一節(jié) 最少拍系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  第二節(jié) 最小均方誤差的設(shè)計(jì)方法  第三節(jié) 最小能量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  第四節(jié) 達(dá)林算法  小結(jié)  思考和練習(xí)題5第六章  基于狀態(tài)空間法的極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)法  第一節(jié) 幾個(gè)概念與采樣周期T的選擇  第二節(jié) 基于狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)方法  第三節(jié) 狀態(tài)觀測(cè)器的極點(diǎn)配置方法  ……第七章  基于預(yù)測(cè)模型控制方法第八章  自校正控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法第九章  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   第五節(jié)并行通用I／O接口 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的I／0接口用作主機(jī)與外部設(shè)備的連接界面。其中，外部設(shè)備種類雖然繁多，但按I／O接口功能分類可分為專用接口（如軟磁盤、硬磁盤驅(qū)動(dòng)器接口、鍵盤和CRT接口等）和通用接口（如可編程接口等）兩種。組構(gòu)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，面臨的其中一個(gè)主要問題是如何利用通用I／O接口將計(jì)算機(jī)和工業(yè)對(duì)象相連接以及MPU如何通過通用I／O接口與外部設(shè)備交換信息的技術(shù)問題。近年來，有關(guān)接口技術(shù)的著作很多，涉及的問題廣泛，因此，除下面討論的幾個(gè)主要問題外，建議感興趣的讀者查找有關(guān)書籍作進(jìn)一步的了解。 一、通用I／O接口的功能 一般地，通用I／O接口的功能可概述如下： ①信號(hào)電平轉(zhuǎn)換外部設(shè)備大都是復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備，有其自己的電源系統(tǒng)，換言之，它的信號(hào)電平一般都不是TTL或MOS邏輯電平，因此計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備兩者的電氣規(guī)范不一致，即在它們之間就需進(jìn)行電氣規(guī)范的轉(zhuǎn)換處理。I／O接口芯片就是用以完成這一電氣規(guī)范轉(zhuǎn)換任務(wù)的器件。物理實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換任務(wù)的例子，它是組合使用接口芯片和光電隔離器件，使主機(jī)與外部設(shè)備在電氣上相互隔離：來自外部設(shè)備的非TTL邏輯電平信號(hào)（開關(guān)S閉合或斷開）經(jīng)光電隔離器被轉(zhuǎn)換為TTL邏輯電平再傳送給I／O接口器件如INTEL8255的輸入端，同時(shí)切斷了與模擬電源的電氣連接。 ②數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線上傳送的是以字（或字節(jié)）為單位的并行數(shù)據(jù)，外部設(shè)備使用的常常是串行傳送的模擬物理量數(shù)據(jù)，即使是并行方式傳送數(shù)據(jù)的外部設(shè)備，所用數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)和編碼格式也可能與主機(jī)的不同。因此，I／O接口的另一任務(wù)是完成外部設(shè)備和主機(jī)之間的這種數(shù)據(jù)格式的并一串及串一并轉(zhuǎn)換，以及編碼格式的轉(zhuǎn)換。物理實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換的典型例子是使用可編程串行通信接口芯片，如INTEL 8251異步通信芯片（見本章第六節(jié)）將主機(jī)的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備的串行數(shù)據(jù)或相反。 ③工作速度匹配與主機(jī)工作速度相比，外部設(shè)備顯然是低速工作的。為了緩解主機(jī)和外部設(shè)備因速度差異所引起的沖突，常用的其中一種方法是利用I／O接口芯片上具有的數(shù)據(jù)寄存或緩沖功能來實(shí)現(xiàn)它們之間的工作速度匹配。 ④對(duì)外部設(shè)備的控制和監(jiān)督為了實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制和管理，保證主機(jī)與外部設(shè)備在交換信息時(shí)輸入／輸出同步操作，就必須溝通主機(jī)和外部設(shè)備的聯(lián)系。接口技術(shù)中常用的“握手聯(lián)絡(luò)”信號(hào)，就是通過I／O接口將主機(jī)的控制信息和外部設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行邏輯組合實(shí)現(xiàn)的一類信號(hào)。 ⑤中斷管理為滿足主機(jī)和外部設(shè)備并行操作的實(shí)時(shí)性要求，外部設(shè)備常以硬件中斷形式請(qǐng)求主機(jī)服務(wù)。由于外部設(shè)備種類繁多、功能各異，請(qǐng)求主機(jī)服務(wù)的內(nèi)容也不盡相同；但主機(jī)任何時(shí)刻只能處理一個(gè)中斷請(qǐng)求，這就意味著需要對(duì)外部設(shè)備發(fā)出的中斷請(qǐng)求進(jìn)行輕重緩急的組織和管理。實(shí)際上，主機(jī)正是通過具有這一中斷請(qǐng)求管理功能的I／O接口來組織和管理各種中斷請(qǐng)求服務(wù)的，如INTEL 8259中斷控制器芯片。 由于外部設(shè)備種類繁多，商用I／O接口芯片的型號(hào)也就多種多樣。因此，并不是所有I／O接口芯片都同時(shí)具有上述五種功能，而是各有功能特點(diǎn)。所以，了解和選擇通用I／O接口芯片是成功應(yīng)用的不可缺少的一部分工作。

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