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第1章 物联网控制技术概述 1

1.1 物联网控制系统的概念 1

1.2 计算机控制系统的基本组成 4

1.2.1 计算机控制系统的硬件组成 4

1.2.2 计算机控制系统的软件 5

1.3 计算机控制系统的类型 6

1.3.1 操作指导控制系统 6

1.3.2 直接数字控制系统 6

1.3.3 监督控制系统 7

1.3.4 集散控制系统 8

1.3.5 分级计算机控制系统 8

1.4 物联网远程控制技术 9

1.4.1 物联网控制模式 9

1.4.2 移动通信远程控制 12

1.4.3 网络遥操作 13

习题1 15

第2章 物联网控制器 16

2.1 物联网控制器概述 16

2.2 PLC及其功能与特点 17

2.2.1 PLC的功能 17

2.2.2 PLC的特点 18

2.3 PLC的组成与工作原理 19

2.3.1 PLC的组成 19

2.3.2 PLC的工作原理 21

2.4 PLC的编程语言 22

2.4.1 梯形图语言 23

2.4.2 指令表语言 24

2.4.3 SFC语言 25

2.5 PLC应用举例 27

2.6 集散控制系统 31

2.6.1 集散控制系统概述 31

2.6.2 集散控制系统的基本结构 32

2.7 集散控制系统的组态 37

习题2 39

第3章 计算机控制系统的过程通道设计 40

3.1 模拟量输出通道 40

3.1.1 模拟量输出通道的构成 40

3.1.2 D／A转换器 40

3.2 模拟量输入通道设计 42

3.2.1 模拟量输入通道的构成 42

3.2.2 模拟量输入信号调理 42

3.2.3 多路转换器 43

3.2.4 A／ D转换器 44

3.2.5 CPU和A／ D转换电路之间的I／O控制方式 45

3.3 数字量输入／输出通道 46

3.3.1 数字量输入／输出通道的构成 46

3.3.2 数字量输入调理通道 47

3.3.3 数字量输出驱动 47

习题3 48

第4章 计算机控制系统辨识 49

4.1 系统辨识的概念 49

4.1.1 系统辨识的定义 49

4.1.2 系统辨识的基本内容 50

4.2 线性静态模型的最小二乘参数估计 51

4.2.1 参数估计问题 51

4.2.2 最小二乘法的基本算法 52

4.2.3 最小二乘法的性质 55

4.2.4 应用举例 56

4.3 线性动态模型的最小二乘参数估计 60

4.4 最小二乘参数估计的递推算法 62

4.4.1 基本递推算法 62

4.4.2 带有遗忘因子的递推算法 65

4.5 线性系统的结构辨识 66

4.5.1 模型阶次的确定 66

4.5.2 系统纯时滞的辨识 67

习题4 69

第5章 计算机控制算法 71

5.1 PID控制算法 71

5.1.1 基本PID控制算法 71

5.1.2 改进的PID控制算法 75

5.2 数字PID控制器的工程实现 77

5.2.1 给定值处理 78

5.2.2 被控量处理 79

5.2.3 偏差处理 79

5.2.4 PID计算 80

5.2.5 控制量处理 80

5.2.6 自动手动切换 81

5.2.7 PID控制器参数整定 82

5.3 预测控制 85

5.3.1 预测控制的基本原理 85

5.3.2 动态矩阵控制 86

5.3.3 动态矩阵控制的工程设计 88

5.3.4 模型算法控制 90

5.4 模糊控制 93

5.4.1 模糊控制的发展 93

5.4.2 模糊集合 93

5.4.3 模糊控制系统的组成 96

5.4.4 模糊控制规则 99

5.4.5 模糊关系与合成 101

5.4.6 模糊推理与模糊决策 105

5.4.7 模糊控制算法的工程实现 107

5.4.8 全自动洗衣机的模糊控制 108

习题5 113

第6章 物联网控制系统执行装置 115

6.1 接触器 115

6.1.1 接触器的用途及分类 115

6.1.2 接触器的结构及工作原理 115

6.1.3 接触器的技术参数 116

6.1.4 接触器的选择 117

6.2 继电器 118

6.2.1 继电器概述 118

6.2.2 中间继电器 118

6.2.3 热继电器 119

6.2.4 时间继电器 120

6.2.5 固态继电器 121

6.3 交流电动机 122

6.3.1 三相异步电动机的基本结构 122

6.3.2 异步电动机的铭牌数据 124

6.4 直流电动机 126

6.4.1 直流电动机的工作原理 126

6.4.2 直流电动机的基本结构 127

6.4.3 直流电动机的铭牌数据及主要系列 128

6.4.4 直流电动机的一般调速方法 129

6.5 变频器 131

6.5.1 变频器概述 131

6.5.2 变频器的分类 131

6.5.3 变频器的组成 133

6.5.4 变频器的主要技术参数 135

6.5.5 变频器的主要功能 136

6.5.6 变频器的操作方式 137

6.5.7 变频器调速系统 138

6.6 控制电机 139

6.6.1 控制电机概述 139

6.6.2 直流伺服电动机 139

6.6.3 交流伺服电动机 142

6.6.4 步进电动机 143

6.6.5 直线电动机 145

6.6.6 直线步进电动机 147

习题6 149

第7章 计算机控制系统的可靠性设计 150

7.1 计算机控制系统可靠性设计的概念 150

7.1.1 计算机控制系统故障分析 151

7.1.2 表征系统可靠性的特征量 151

7.2 提高系统硬件可靠性措施 152

7.2.1 提高单机系统可靠性的方法 152

7.2.2 容错技术 152

7.3 提高软件可靠性措施 153

7.3.1 软件设计的避错技术 154

7.3.2 软件的容错技术 155

7.3.3 软件测试 156

7.4 计算机控制系统的抗干扰技术 157

7.4.1 干扰源 157

7.4.2 抗干扰措施 158

7.4.3 干扰滤波技术 163

习题7 166

第8章 典型物联网控制系统设计 167

8.1 计算机控制系统设计一般方法 167

8.1.1 计算机控制系统设计原则 167

8.1.2 计算机控制系统的设计步骤 168

8.1.3 计算机控制系统的调试 170

8.1.4 物联网控制系统设计原则 172

8.2 自动挡车器设计 173

8.2.1 自动挡车器的组成 173

8.2.2 自动挡车器的类型 175

8.2.3 自动挡车器的设计 176

8.2.4 停车场智能管理系统设计 178

8.2.5 自动挡车器的安装与应用 179

8.2.6 自动挡车器的特点和应用范围 179

8.3 门禁系统设计 180

8.3.1 门禁系统硬件架构设计 180

8.3.2 门禁系统硬件选型 182

8.3.3 门禁系统嵌入式软件设计 183

习题8 184

参考文献 185