微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

內(nèi)容概要

微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，涉及的內(nèi)容十分廣泛。本書(shū)以單片機(jī)、可編程控制器、組態(tài)軟件為背景介紹微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。本書(shū)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中所涉及的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)作了適當(dāng)?shù)慕榻B，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的常見(jiàn)技術(shù)和方法，并對(duì)近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)從應(yīng)用的角度進(jìn)行了介紹。內(nèi)容包括：微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述、自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)、輸入輸出接口技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法、典型數(shù)字控制器及實(shí)現(xiàn)方法、PLC及應(yīng)用技術(shù)、組態(tài)軟件及應(yīng)用技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)示例等。全書(shū)體系結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容豐富，注重實(shí)用性，突出應(yīng)用技術(shù)，注重軟件與硬件的有機(jī)結(jié)合，重點(diǎn)突出，層次分明，語(yǔ)言流暢，通俗易懂，書(shū)中通過(guò)示例的形式介紹應(yīng)用技術(shù)，實(shí)用性強(qiáng)。    本書(shū)可作為普通高校各類自動(dòng)化、電子與電氣工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)電一體化等專業(yè)的教材，也可供有關(guān)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。

書(shū)籍目錄

第一章　微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述  §1.1  微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及其組成  §1.2　微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類    §1.2.1　操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)    §1.2.2　直接數(shù)字控制系統(tǒng)    §1.2.3　集散控制系統(tǒng)    §1.2.4　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)  §1.3　微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)  習(xí)題第二章  自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)  §2.1  自動(dòng)控制系統(tǒng)概述    §2.1.1　開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)    §2.1.2  自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與分類  §2.2　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型    §2.2.1　描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的微分方程    §2.2.2　傳遞函數(shù)    §2.2.3　動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖  §2.3　控制系統(tǒng)的分析　  §2.3.1　典型輸入信號(hào)　  §2.3.2  系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)　  §2.3.3　系統(tǒng)的穩(wěn)定性　  §2.3.4　一階系統(tǒng)的分析  　§2.3.5　典型二階系統(tǒng)的分析　§2.4　控制系統(tǒng)的校正　  §2.4.1  串聯(lián)校正和并聯(lián)校正　  §2.4.2　PID控制器  習(xí)題第三章　輸入輸出接口技術(shù)  §3.1  開(kāi)關(guān)量（數(shù)字量）輸入輸出通道　  §3.1.1　開(kāi)關(guān)量（數(shù)字量）輸入通道　  §3.1.2　開(kāi)關(guān)量輸出通道　  §3.1.3  光電耦合器及接口電路　§3.2　A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)　  §3.2.1　A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)　  §3.2.2　A/D轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)　  §3.2.3  用電壓/頻率變換器（VFC）實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)　§3.3　D/A轉(zhuǎn)換器接N技術(shù)　  §3.3.1　8位D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)　  §3.3.2　12位D/A轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)　§3.4　模擬量輸入輸出通道　  §3.4.1　模擬量輸入通道　  §3.4.2　模擬量輸出通道　§3.5　RS-232C、RS-422/485接N技術(shù)　  §3.5.1  RS-232C接口技術(shù)　  §3.5.2  RS-422/485接口技術(shù)　§3.6  輸入輸出通道抗干擾技術(shù)　  §3.6.1  輸入輸出通道抗干擾措施　  §3.6.2  系統(tǒng)供電與接地　習(xí)顥第四章  微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法　§4.1  數(shù)字濾波　§4.2　標(biāo)度變換　§4.3　查表法　§4.4　線性化處理　習(xí)題第五章  典型數(shù)字控制器及實(shí)現(xiàn)方法　§5.1　數(shù)字控制基礎(chǔ)知識(shí)　  §5.1.1　采樣過(guò)程及采樣定理　  §5.1.2　零階保持器　  §5.1.3　Z變換　  §5.1.4　離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述　§5.2　數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)　  §5.2.1　離散化技術(shù)　  §5.2.2　選擇采樣周期　  §5.2.3　數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)步驟　§5.3　數(shù)字PID控制技術(shù)　  §5.3.1　數(shù)字PID控制算法　  §5.3.2　數(shù)字PID算法的改進(jìn)　  §5.3.3　數(shù)字PID控制器的參數(shù)整定　……第六章　PLC及應(yīng)用技術(shù)第七章　監(jiān)控組態(tài)軟件及應(yīng)用技術(shù)第八章　微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)示例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：（3）設(shè)定元件。用于給定被控量希望值所對(duì)應(yīng)的控制輸入信號(hào)，也就是設(shè)定給定值。設(shè)定元件也稱給定元件。如電位器。（4）比較元件。它的職能是把測(cè)量信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較（代數(shù)運(yùn)算），產(chǎn)生偏差信號(hào)。如差動(dòng)放大器、電橋等。對(duì)于直流電壓信號(hào)，有時(shí)只要把兩個(gè)電壓信號(hào)反向串聯(lián)，就可以求出電壓偏差，所以不需要專設(shè)比較元件。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，可以用軟件實(shí)現(xiàn)。（5）放大元件。它的職能是把比較元件或其他元件給出的微弱信號(hào)放大。放大元件的輸出必須有足夠的功率，才能實(shí)現(xiàn)控制的功能。對(duì)于電信號(hào)，放大元件常是電壓或功率放大器。（6）執(zhí)行元件。它的職能是直接推動(dòng)被控對(duì)象，以改變被控量。如電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥等。（7）校正元件。它的職能是用于改善系統(tǒng)的性能。校正元件的參數(shù)和結(jié)構(gòu)要便于調(diào)整。最簡(jiǎn)單的校正元件可以是一個(gè)由電阻和電容構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜的校正元件可以是微型計(jì)算機(jī)。在實(shí)際系統(tǒng)中，并非一個(gè)元件只執(zhí)行一種功能，有時(shí)一個(gè)元件兼?zhèn)鋷追N功能。二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型很多，可以從不同的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分類。分類的目的在于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)之前，對(duì)系統(tǒng)有一定的認(rèn)識(shí)，以便為分析或設(shè)計(jì)工作確定適當(dāng)?shù)姆椒ā?.恒值控制系統(tǒng)與隨動(dòng)控制系統(tǒng)如果按照給定信號(hào)的特征劃分，系統(tǒng)可分為恒值控制系統(tǒng)和隨動(dòng)控制系統(tǒng)。恒值控制系統(tǒng)：這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是給定信號(hào)一經(jīng)設(shè)定，便維持常值不變。系統(tǒng)的任務(wù)是克服干擾因素對(duì)系統(tǒng)輸出量的影響，以使系統(tǒng)輸出量維持規(guī)定的數(shù)值不變。如果由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的原因，使得系統(tǒng)在干擾信號(hào)作用下，輸出量偏離規(guī)定數(shù)值，經(jīng)過(guò)控制后輸出量不能完全恢復(fù)到規(guī)定的數(shù)值時(shí)，則誤差應(yīng)不超過(guò)規(guī)定的允許值。如轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)和恒溫控制系統(tǒng)等。隨動(dòng)控制系統(tǒng)：這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是給定信號(hào)是經(jīng)常變化的。系統(tǒng)的任務(wù)是使系統(tǒng)的被控量準(zhǔn)確、迅速地跟隨給定信號(hào)的變化。如雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)、溫度自動(dòng)記錄儀等。2.連續(xù)控制系統(tǒng)與離散控制系統(tǒng)如果按照系統(tǒng)中信號(hào)的類型劃分，系統(tǒng)可以分為連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)。連續(xù)控制系統(tǒng)：這類控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是，系統(tǒng)中各部分的信號(hào)都是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。研究這類系統(tǒng)是以微分方程描述其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的，拉氏變換作為求解微分方程的工具。離散控制系統(tǒng)：這類控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是，系統(tǒng)中的信號(hào)至少有一處是數(shù)字信號(hào)。離散控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是以差分方程描述的，Z變換是分析這類系統(tǒng)的有力工具。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)屬于離散控制系統(tǒng)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能接收和處理數(shù)字信號(hào)。自動(dòng)控制系統(tǒng)還有其他的分類方法。如根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的數(shù)量，分為單輸入單輸出系統(tǒng)和多輸入多輸出系統(tǒng)；根據(jù)系統(tǒng)中是否包含非線性元件而分為線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)；根據(jù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)在工作過(guò)程中是否恒定不變，而分為定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)等等。三、自動(dòng)控制系統(tǒng)的常用術(shù)語(yǔ)為了便于分析和研究自動(dòng)控制系統(tǒng)，下面介紹一些有關(guān)的常用術(shù)語(yǔ)。

編輯推薦

《微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材之一。

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