第１ 章　緒論……………………………………………………………………………… １ １?? １　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述…………………………………………………………… １ １?? １?? １　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一般概念………………………………………………… ２ １?? １?? ２　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成……………………………………………………… ３ １?? １?? ３　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類……………………………………………………… ５ １?? １?? ４　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)……………………………………………………… ７ １?? ２　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展概況與趨勢……………………………………………… ８ １?? ２?? １　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展概況…………………………………………………… ８ １?? ２?? ２　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢………………………………………………… ９ 思考題及習(xí)題………………………………………………………………………… １０ 第２ 章　計(jì)算機(jī)控制理論基礎(chǔ)…………………………………………………………… １１ ２?? １　信號的采樣與保持…………………………………………………………… １１ ２?? １?? １　連續(xù)控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別…………………………………… １１ ２?? １?? ２　采樣過程…………………………………………………………………… １２ ２?? １?? ３　信號保持…………………………………………………………………… １４ ２?? １?? ４　采樣定理…………………………………………………………………… １５ ２?? ２�。� 變換…………………………………………………………………………… １９ ２?? ２?? １�。� 變換的定義……………………………………………………………… １９ ２?? ２?? ２　常用函數(shù)的Ｚ 變換………………………………………………………… ２０ ２?? ２?? ３�。� 變換的性質(zhì)……………………………………………………………… ２２ ２?? ２?? ４�。� 反變換…………………………………………………………………… ２６ ２?? ３　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述………………………………………………… ２９ ２?? ３?? １　差分方程…………………………………………………………………… ２９ ２?? ３?? ２　脈沖傳遞函數(shù)……………………………………………………………… ３４ ２?? ４　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析……………………………………………………… ４０ ２?? ４?? １　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析……………………………………………… ４０ ２?? ４?? ２　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析…………………………………………… ４５ ２?? ４?? ３　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)………………………………………………… ４７ 思考題及習(xí)題………………………………………………………………………… ４８ 第３ 章　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… ５１ ３?? １　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)模擬化設(shè)計(jì)………………………………………………… ５１ ３?? １?? １　模擬控制器的離散化方法…………………………………………………… ５２ ３?? １?? ２　數(shù)字ＰＩＤ 控制……………………………………………………………… ５５ ３?? １?? ３　數(shù)字ＰＩＤ 控制算法的改進(jìn)…………………………………………………… ６０ ３?? １?? ４　ＰＩＤ 控制參數(shù)的整定……………………………………………………… ６４ ３?? ２　基于離散化的設(shè)計(jì)方法……………………………………………………… ６７ ３?? ２?? １　最少拍計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………… ６８ ３?? ２?? ２　任意廣義對象的最少拍控制器設(shè)計(jì)………………………………………… ７３ ３?? ２?? ３　無波紋最少拍計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………… ７５ ３?? ３　計(jì)算機(jī)控制常用算法………………………………………………………… ７８ ３?? ３?? １　大林算法…………………………………………………………………… ７８ ３?? ３?? ２　多回路串級控制…………………………………………………………… ８１ ３?? ３?? ３　預(yù)測控制…………………………………………………………………… ８４ 思考題及習(xí)題………………………………………………………………………… ９１ 第４ 章　單片機(jī)及其在艦船機(jī)械控制中的應(yīng)用………………………………………… ９３ ４?? １　單片機(jī)概述…………………………………………………………………… ９３ ４?? １?? １　單片機(jī)的發(fā)展……………………………………………………………… ９３ ４?? １?? ２　單片機(jī)的特點(diǎn)……………………………………………………………… ９４ ４?? １?? ３　單片機(jī)的應(yīng)用……………………………………………………………… ９４ ４?? １?? ４�。停茫樱�５１ 系列單片機(jī)………………………………………………………… ９５ ４?? １?? ５　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程…………………………………………………… ９６ ４?? ２　ＭＣＳ－５１ 系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)與原理……………………………………………… ９７ ４?? ２?? １�。停茫樱�５１ 單片機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)……………………………………………… ９７ ４?? ２?? ２　ＭＣＳ－５１ 單片機(jī)的引腳……………………………………………………… ９８ ４?? ２?? ３�。停茫樱�５１ 單片機(jī)存儲器配置………………………………………………… １００ ４?? ２?? ４�。停茫樱�５１ 單片機(jī)時(shí)鐘電路與時(shí)序…………………………………………… １０３ ４?? ２?? ５　ＭＣＳ－５１ 單片機(jī)復(fù)位電路………………………………………………… １０４ ４?? ３　單片機(jī)編程基礎(chǔ)……………………………………………………………… １０６ ４?? ３?? １�。茫担� 程序概述……………………………………………………………… １０６ ４?? ３?? ２�。茫担� 的數(shù)據(jù)類型與存儲類型……………………………………………… １０９ ４?? ３?? ３　Ｃ５１ 變量與常量…………………………………………………………… １１３ ４?? ３?? ４�。茫担� 常用庫函數(shù)…………………………………………………………… １１５ ４?? ４　單片機(jī)的定時(shí)／計(jì)數(shù)器……………………………………………………… １１８ ４?? ４?? １�。停茫樱�５１ 單片機(jī)定時(shí)／計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)………………………………………… １１８ ４?? ４?? ２�。停茫樱�５１ 單片機(jī)定時(shí)／計(jì)數(shù)器工作方式……………………………………… １２０ ４?? ４?? ３　單片機(jī)定時(shí)／計(jì)數(shù)應(yīng)用…………………………………………………… １２２ ４?? ５　單片機(jī)中斷…………………………………………………………………… １２３ ４?? ５?? １　中斷的概念……………………………………………………………… １２３ ４?? ５?? ２　中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)……………………………………………………………… １２４ ４?? ５?? ３　中斷的控制……………………………………………………………… １２６ ４?? ５?? ４　中斷響應(yīng)………………………………………………………………… １２７ ４?? ５?? ５　中斷編程實(shí)例……………………………………………………………… １２９ ４?? ６　單片機(jī)串行通信技術(shù)………………………………………………………… １３０ ４?? ６?? １　計(jì)算機(jī)通信的基本概念…………………………………………………… １３０ ４?? ６?? ２�。停茫樱�５１ 單片機(jī)串行接口………………………………………………… １３２ ４?? ６?? ３�。停茫樱�５１ 單片機(jī)串行口應(yīng)用范例…………………………………………… １３６ ４?? ７　基于單片機(jī)的艦船機(jī)械監(jiān)控裝置…………………………………………… １３８ ４?? ７?? １　艦船軸功率測量裝置……………………………………………………… １３８ ４?? ７?? ２　艦船柴油機(jī)相繼增壓控制裝置…………………………………………… １４０ ·Ⅱ· 艦船機(jī)械計(jì)算機(jī)控制技術(shù) ４?? ８　單片機(jī)控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)…………………………………………………… １４０ ４?? ８?? １　總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………… １４１ ４?? ８?? ２　硬件電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………… １４１ ４?? ８?? ３　軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………… １４４ ４?? ８?? ４　設(shè)計(jì)總結(jié)及功能擴(kuò)展……………………………………………………… １６６ 思考題及習(xí)題……………………………………………………………………… １６７ 第５ 章　可編程控制器及其在艦船機(jī)械控制中的應(yīng)用……………………………… １６９ ５?? １　ＰＬＣ 概述……………………………………………………………………… １６９ ５?? １?? １�。校蹋� 的基本概念…………………………………………………………… １６９ ５?? １?? ２　可編程控制器的特點(diǎn)……………………………………………………… １６９ ５?? １?? ３　可編程控制器的應(yīng)用……………………………………………………… １７０ ５?? ２�。校蹋� 的組成與工作原理……………………………………………………… １７１ ５?? ２?? １　ＰＬＣ 的結(jié)構(gòu)類型…………………………………………………………… １７１ ５?? ２?? ２�。茫校� 模塊………………………………………………………………… １７２ ５?? ２?? ３　ＰＬＣ 的擴(kuò)展模塊…………………………………………………………… １７４ ５?? ２?? ４�。校蹋� 的工作原理…………………………………………………………… １７７ ５?? ２?? ５　Ｉ／ Ｏ 模塊地址分配………………………………………………………… １８０ ５?? ３�。校蹋� 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)…………………………………………………………… １８１ ５?? ３?? １�。校蹋� 的編程語言與程序結(jié)構(gòu)……………………………………………… １８１ ５?? ３?? ２　存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式…………………………………………… １８３ ５?? ３?? ３�。樱罚�２００ ＰＬＣ 的程序開發(fā)環(huán)境與開發(fā)過程…………………………………… １８８ ５?? ４　Ｓ７－２００ ＰＬＣ 的指令系統(tǒng)…………………………………………………… １９１ ５?? ４?? １　位操作類指令……………………………………………………………… １９１ ５?? ４?? ２　定時(shí)器指令……………………………………………………………… １９６ ５?? ４?? ３　計(jì)數(shù)器指令……………………………………………………………… １９９ ５?? ４?? ４　數(shù)據(jù)處理指令……………………………………………………………… ２０１ ５?? ４?? ５　移位操作指令……………………………………………………………… ２０３ ５?? ４?? ６　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令……………………………………………………………… ２０５ ５?? ４?? ７　數(shù)據(jù)運(yùn)算指令……………………………………………………………… ２０９ ５?? ４?? ８　表功能指令……………………………………………………………… ２１４ ５?? ４?? ９　程序控制類指令…………………………………………………………… ２１５ ５?? ４?? １０　時(shí)鐘指令………………………………………………………………… ２１８ ５?? ４?? １１　中斷指令………………………………………………………………… ２１９ ５?? ４?? １２　高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令………………………………………… ２２２ ５?? ４?? １３�。校桑� 指令………………………………………………………………… ２３０ ５?? ５　ＰＬＣ 程序設(shè)計(jì)方法…………………………………………………………… ２３２ ５?? ５?? １　梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法……………………………………………………… ２３２ ５?? ５?? ２　順序控制設(shè)計(jì)法…………………………………………………………… ２３７ ５?? ６　基于ＰＬＣ 的艦船機(jī)械裝置控制……………………………………………… ２４３ ５?? ６?? １　變頻恒壓供水裝置………………………………………………………… ２４３ ５?? ６?? ２　調(diào)距槳裝置……………………………………………………………… ２４６ 思考題及習(xí)題……………………………………………………………………… ２４７ 目　　錄·Ⅲ· 第６ 章　控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)………………………………………………………………… ２４８ ６?? １　控制網(wǎng)絡(luò)概述………………………………………………………………… ２４８ ６?? １?? １　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)……………………………………………………………… ２５１ ６?? １?? ２　介質(zhì)訪問控制技術(shù)………………………………………………………… ２５２ ６?? １?? ３　差錯(cuò)控制技術(shù)……………………………………………………………… ２５４ ６?? １?? ４　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu)…………………………………………………… ２５５ ６?? ２　現(xiàn)場總線ＣＡＮ ……………………………………………………………… ２５５ ６?? ２?? １�。茫粒� 的通信模型…………………………………………………………… ２５６ ６?? ２?? ２　ＣＡＮ 的報(bào)文及結(jié)構(gòu)………………………………………………………… ２５７ ６?? ２?? ３　錯(cuò)誤類型與界定…………………………………………………………… ２６２ ６?? ２?? ４　位定時(shí)與同步要求………………………………………………………… ２６３ ６?? ２?? ５�。茫粒� 總線系統(tǒng)位數(shù)值表示與通信距離……………………………………… ２６５ ６?? ３　ＣＡＮ 總線及其在艦船控制中的應(yīng)用………………………………………… ２６６ ６?? ３?? １　艦船控制常用ＣＡＮ 總線器件……………………………………………… ２６６ ６?? ３?? ２　艦船控制典型ＣＡＮ 總線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)………………………………………… ２７２ ６?? ４　工業(yè)以太網(wǎng)…………………………………………………………………… ２７６ ６?? ４?? １　工業(yè)以太網(wǎng)概述…………………………………………………………… ２７６ ６?? ４?? ２　工業(yè)以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)……………………………………………………… ２７９ ６?? ４?? ３　工業(yè)以太網(wǎng)基本特性……………………………………………………… ２９３ ６?? ５　艦船綜合平臺管理系統(tǒng)……………………………………………………… ２９８ ６?? ５?? １　系統(tǒng)功能與組成…………………………………………………………… ２９８ ６?? ５?? ２　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成……………………………………………………………… ２９９ ６?? ５?? ３　工作原理………………………………………………………………… ２９９ 思考題及習(xí)題……………………………………………………………………… ３０１ 附錄Ａ�。停茫樱�５１ 指令表……………………………………………………………… ３０２ 附錄Ｂ　西門子ＰＬＣ 常用指令………………………………………………………… ３０７ 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………… ３１１