基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
《計算機集成控制系統》全書共分10章。第1章是計算機集成控制系統的一般介紹；第2章主要從硬體角度介紹計算機集成控制系統通道配置與接口技術；第3章概述計算機控制基本理論與設計；第4章介紹計算機常規控制算法及實施技術；第5章介紹部分先進控制與智慧型控制算法和實施技術；第6章介紹監控組態軟體的設計思想與組成結構；第7章介紹計算機集成控制系統中的數據交換技術；第8章介紹工業乙太網及b/s結構的web資料庫技術；第9章主要介紹基於web的實時信息集成系統的設計與實現；第10章介紹計算機集成控制系統的若干套用實例。
當前工業企業自動化整體解決方案一般包括企業資源計畫（ERP）、生產執行系統（MES）和過程控制系統（PCS）等多個層次。本書的內容不只停留在PCS，而是向上延伸到MES的部分內容。本書力圖突出計算機集成控制系統設計和組成的技術思想和路線。
本書可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機套用、電子信息工程等相關專業的本科生、研究生的教材，也可作為廣大科技工作者和工程技術人員的參考書。
目錄
第1章計算機集成控制系統概述
1.1計算機控制的發展過程
1.2計算機控制系統分類
1.2.1新型DCS控制系統
1.2.2現場匯流排控制系統（FCS）
1.2.3PLC控制系統
1.2.4IPC控制系統
1.2.5嵌入式計算機控制系統
1.3計算機控制的發展與趨勢
1.3.1現場匯流排技術對DCS的影響
1.3.2基於PC的開放性控制結構
1.3.3OPC技術對DCS的影響
1.3.4採用WindowsNT作業系統
1.3.5Internet技術的影響
1.3.6加速先進控制、最佳化控制軟體的套用
1.3.7向管控一體化技術方向發展
1.4MATLAB簡介
1.4.1MATLAB軟體的特點
1.4.2MATLAB工具箱簡介
第2章通道配置和接口技術
2.1體系結構設計
2.1.1系統組成與結構
2.1.2系統配置
2.1.3系統軟體與套用軟體
2.1.4計算機過程控制特點
2.2系統配置
2.2.1計算機機型選擇
2.2.2系統匯流排選擇
2.2.3計算機輸入/輸出通道
2.2.4系統人機接口
2.3前向通道配置及接口技術
2.3.1前向通道配置及特性
2.3.2模擬量輸入與信號調理
2.3.3A/D轉換器及接口
2.3.4模擬量輸入模板
2.3.5數字量輸入模板
2.4後向通道配置及接口技術
2.4.1後向通道配置及特性
2.4.2D/A轉換器及接口
2.4.3模擬量輸出模板
2.4.4數字量輸出模板
2.5數據通信與通信協定
2.5.1數據通信基礎知識
2.5.2通信網路結構
2.5.3信息處理技術
2.5.4網路協定及協定層
2.5.5區域網路通信與公用網通信
2.6計算機控制系統的可靠性措施
2.6.1系統干擾與可靠性問題
2.6.2系統結構設計中的可靠性措施
2.6.3軟體設計的可靠性措施
第3章計算機控制的理論基礎與設計概述
3.1概述
3.2採樣與保持
3.2.1採樣與採樣定理
解釋1
採樣是將時間上、幅值上都連續的模擬信號，在採樣脈衝的作用，轉換成時間上離散（時間上有固定間隔）、但幅值上仍連續的離散模擬信號。所以採樣又稱為波形的離散化過程。
解釋2
把模擬音頻轉成數字音頻的過程,就稱作採樣，所用到的主要設備便是模擬/數字轉換器（Analog to Digital Converter，即ADC，與之對應的是數/模轉換器,即DAC）。採樣的過程實際上是將通常的模擬音頻信號的電信號轉換成二進制碼0和1，這些0和1便構成了數字音頻檔案。採樣的頻率越大則音質越有保證。由於採樣頻率一定要高於錄製的最高頻率的兩倍才不會產生失真，而人類的聽力範圍是20Hz～20KHz，所以採樣頻率至少得是20k×2=40KHz，才能保證不產生低頻失真，這也是CD音質採用44.1KHz(稍高於40
kHz是為了留有餘地)的原因。
通過周期性地以某一規定間隔截取音頻信號，從而將模擬音頻信號變換為數位訊號的過程。每次採樣時均指定一個表示在採樣瞬間的音頻信號的幅度的數字。
3.2.2保持器
3.3Z變換
3.3.1Z變換的概念
3.3.2Z變換的性質
3.3.3Z變換的逆變換
3.4離散化方法
3.4.1帶有零階保持器的Z變換法
3.4.2差分變換法
3.4.3雙線性變換法
3.5離散系統的Z域分析
3.5.1用Z變換求解差分方程
3.5.2離散系統的系統函式和系統特性
3.6採樣控制系統
3.6.1採樣控制系統的基本概念
通常把系統中的離散信號是脈衝序列形成的離散系統,稱為採樣控制系統或脈衝控制系統;而把數字序列形成的離散系統,稱為數字控制系統或計算機控制系統.
3.6.2採樣控制系統的脈衝傳遞函式
3.6.3採樣控制系統的動態性能分析
3.6.4採樣控制系統的穩定性分析
3.6.5採樣控制系統的穩態誤差
3.7計算機控制系統設計
3.7.1計算機控制系統的模擬化設計
3.7.2計算機控制系統的離散化設計
3.7.3兩種設計方法的比較
第4章計算機常規控制算法設計及其實施
4.1數字PID控制
4.1.1理想微分PID控制
4.1.2實際微分PID控制
4.1.3控制算法實施中的具體問題
4.2串級控制算法及其實施
4.2.1串級控制系統的基本原理
4.2.2串級控制系統的控制算法
4.3前饋控制系統
4.3.1前饋控制系統的基本原理
利用輸入或擾動信號的直接控制作用構成的開環控制系統。這類按輸入或擾動的開環控制通常與包含按偏差的閉環控制共同組成反饋-前饋控制系統，稱為複合控制系統。由於按偏差確定控制作用以使輸出量保持其在期望值的反饋控制系統，對於滯後較大的控制對象，其反饋控制作用不能及時影響系統的輸出，以致引起輸出量的過大波動，直接影響控制品質。如果引起輸出量較大波動的主要外擾動參量是可量測和可控制的，則可在反饋控制的同時，利用外擾信號直接控制輸出（實施前饋控制），構成複合控制能迅速有效地補償外擾對整個系統的影響，並利於提高控制精度。這種按外擾信號實施前饋控制的方式稱為擾動控制，按不變性原理，理論上可做到完全消除主擾動對系統輸出的影響。
4.3.2前饋控制系統的控制算法
4.4比值控制系統
在化工、煉油及其他工業生產過程中，工藝上常需要兩種或兩種以上的物料保持一定的比例關係，比例一旦失調，將影響生產或造成事故。
實現兩個或兩個以上參數符合一定比例關係的控制系統，稱為比值控制系統。通常以保持兩種或幾種物料的流量為一定比例關係的系統，稱之流量比值控制系統。
比值控制系統可分為：開環比值控制系統，單閉環比值控制系統，雙閉環比值控制系統，變比值控制系統，串級和比值控制組合的系統等。
4.4.1比值控制系統的結構
4.4.2比值控制系統舉例
4.5最少拍隨動系統
4.5.1最少拍隨動系統的控制規律
4.5.2最少拍隨動系統的數字控制器的設計方法
4.5.3最少拍無波紋隨動系統的設計方法
4.6大林算法
4.6.1大林算法的控制規律
4.6.2振鈴現象及其消除方法
4.7MATLAB在常規控制算法設計中的套用
4.7.1單迴路控制系統PID仿真
4.7.2串級控制系統PID仿真
4.7.3其他複雜控制系統的PID仿真
……
