讀者對象:本書可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機應用、測控技術、機電一體化等專業(yè)應用型本科生的授課教材, 也可作為相關專業(yè)的研究生教材, 同時可作為控制類專業(yè)教師的輔助教材, 以及從事計算機控制技術的工程人員的工具書
《21世紀高等學校規(guī)劃教材:計算機控制技術與系統(tǒng)仿真》從計算機控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)的基礎知識出發(fā),系統(tǒng)闡述了計算機控制技術中硬件、軟件、控制算法的設計與實現(xiàn)方法。不僅對計算機控制系統(tǒng)的設計、分析、校正和應用的基礎內容進行了總結和講解,而且介紹了利用proteus軟件進行硬件電路的仿真,利用matlab軟件進行控制算法的仿真與分析,以及使用組態(tài)王軟件進行控制系統(tǒng)人機界面的設計。在介紹設計方法的同時融人典型實例分析,力求讀者在學習專業(yè)知識的過程中,掌握一些輔助性的軟件工具,提高學習興趣和學習效率,也為教師提供一種新的教學思路。
《21世紀高等學校規(guī)劃教材:計算機控制技術與系統(tǒng)仿真》可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機應用、測控技術、機電一體化等專業(yè)應用型本科生的授課教材,也可作為相關專業(yè)的研究生教材,同時可作為控制類專業(yè)教師的輔助教材,以及從事計算機控制技術的工程人員的工具書。
計算機控制技術是高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機應用、測控技術、機電一體化等專業(yè)的專業(yè)主干課程,也是實現(xiàn)工業(yè)生產自動化的基礎技術,是計算機技術、自動化理論與工業(yè)生產控制緊密結合的產物。涉及到電子技術、控制理論、傳感器技術、通信技術和系統(tǒng)工程等諸多領域。其應用越來越廣泛,并逐漸向智能化、網絡化和集成化的方向發(fā)展。
本書注重基礎性、系統(tǒng)性和實用性,全面、系統(tǒng)地總結了計算機控制系統(tǒng)的理論,以及系統(tǒng)硬件、軟件和控制策略的設計與實現(xiàn)方法,從培養(yǎng)應用型本科人才出發(fā),闡述基本理論的同時兼顧工程實踐應用; 討論了怎樣將功能強大的EDA工具軟件——Proteus——用于硬件電路的設計與仿真; 還將MATLAB和Simulink用于計算機控制系統(tǒng)的分析和控制器的設計; 通過大量實例和仿真方法的研究,加強學生的自學能力、創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)與鍛煉,引導學生能夠快速地進行計算機控制系統(tǒng)的分析、設計和實現(xiàn)。另外,掌握恰當?shù)姆抡娣绞竭可以提高教師教學的生動性,提高學生學習的興趣和效率。本書最后還給出了部分實驗內容,便于選擇該教材的教師在教學時參考使用。
本書共分為11章,第1章主要講述計算機控制系統(tǒng)的基本概念、系統(tǒng)的典型形式、計算機控制技術的發(fā)展情況,以及該課程學習的要點; 第2章通過一個計算機控制系統(tǒng)的應用范例,使讀者對計算機控制系統(tǒng)有一個整體的了解; 第3章闡述計算機控制系統(tǒng)的硬件設計技術; 第4章討論硬件仿真技術,并著重介紹使用Proteus軟件進行硬件電路的仿真; 第5章主要討論計算機控制系統(tǒng)的控制算法; 第6章通過對MATLAB軟件的介紹,討論如何進行控制系統(tǒng)的仿真與分析; 第7章主要研究數(shù)字程序控制技術,以步進電機為驅動設備,重點介紹插補算法、步進進給方式等; 第8章討論計算機控制系統(tǒng)軟件設計方法、OPC技術和數(shù)據(jù)處理技術; 第9章主要介紹使用組態(tài)軟件進行系統(tǒng)監(jiān)控界面的設計; 第10章討論計算機控制系統(tǒng)的設計原則、方法,以及設計實例; 第11章是課程實驗,可供實驗教學選用。
書中所有的實例都經過調試,有很強的實踐參考價值。
本書編寫過程中,南陽理工學院翟天嵩任主編,南陽理工學院劉忠超和西安電子科技大學米建偉任副主編。第1、3、4章由翟天嵩編寫,第2章由米建偉編寫,第5、9章由劉忠超編寫,第6章和第8章的8.1節(jié)、8.2節(jié)由張丹編寫,第7章和第11章由熊雷編寫,第8章的8.3節(jié)和8.4節(jié)由崔玉連編寫,第10章由劉勇軍編寫。
本書為南陽理工學院“優(yōu)秀教材”建設項目,由高有堂教授主審,在此表示感謝。
計算機控制技術是一項涵蓋面寬、應用性強,且發(fā)展較快的技術,編寫過程中,我們盡量做到知識嚴謹、技術實用,但鑒于編著者水平有限,書中難免有疏漏之處,敬請廣大讀者批評指正。
編者
2012年4月
第1章 緒論
1.1 計算機控制系統(tǒng)的基本概念
1.2 計算機控制系統(tǒng)的典型形式
1.3 計算機控制技術的發(fā)展
1.4 計算機控制技術的學習要點
習題
第2章 計算機控制系統(tǒng)范例
2.1 溫度控制系統(tǒng)硬件結構
2.2 溫度控制系統(tǒng)軟件設計
2.3 系統(tǒng)工作過程
習題
第3章 硬件設計基礎
3.1 計算機控制系統(tǒng)常用主控制器
3.2 總線技術
3.3 數(shù)字量輸入輸出通道
3.4 模擬量輸入輸出通道
3.5 輸入輸出板卡舉例
習題
第4章 硬件系統(tǒng)仿真技術
4.1 proteus軟件概述
4.2 proteusisis設計界面
4.3 原理圖編輯的基本操作
4.4 系統(tǒng)仿真
習題
第5章 計算機控制系統(tǒng)的控制算法
5.1 線性離散系統(tǒng)的z變換及z反變換
5.2 脈沖傳遞函數(shù)和差分方程
5.3 數(shù)字控制器的連續(xù)化設計方法
5.4 數(shù)字控制器的離散化設計方法
5.5 史密斯預估控制
5.6 串級控制
習題
第6章 matlab與控制系統(tǒng)仿真
6.1 matlab軟件簡介
6.2 控制系統(tǒng)的建模及模型轉換
6.3 控制系統(tǒng)的matlab仿真
習題
第7章 數(shù)字程序控制技術
7.1 數(shù)字程序控制基礎
7.2 逐點比較法插補原理
7.3 步進驅動數(shù)字程序控制技術
7.4 其他數(shù)字程序控制驅動設備
習題
第8章 計算機控制系統(tǒng)軟件設計
8.1 計算機控制系統(tǒng)軟件體系結構
8.2 系統(tǒng)應用程序設計
8.3 opc技術
8.4 數(shù)據(jù)處理技術
習題
第9章 組態(tài)軟件應用
9.1 工業(yè)組態(tài)軟件概述
9.2 組態(tài)王基本功能的實現(xiàn)
9.3 組態(tài)王曲線、控件與報表的應用
9.4 組態(tài)王的網絡應用
習題
第10章 計算機控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
10.1 系統(tǒng)設計的原則與步驟
10.2 系統(tǒng)的工程設計與實施
10.3 基于opc和simulink的實時過程控制系統(tǒng)設計
習題
第11章 課程實驗
11.1 模擬量過程通道和數(shù)據(jù)采集處理
11.2 數(shù)字量過程通道和數(shù)據(jù)采集處理
11.3 地址譯碼電路設計
11.4 adc0808模數(shù)轉換器硬件設計實驗
11.5 采樣控制系統(tǒng)分析
11.6 pid調節(jié)器參數(shù)整定分析
11.7 最少拍控制系統(tǒng)計算機仿真
11.8 組態(tài)王軟件的組態(tài)設計
參考文獻