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第1章 绪论 2

1.1　控制系统基础 2

1.1.1 控制系统基本概念 2

1.1.2　控制系统工作特性 3

1.2　微型计算机控制系统体系结构与特征 5

1.2.1　微型计算机控制系统体系结构 5

1.2.2　微型计算机控制系统特征 9

1.3　微型计算机控制系统分类 12

1.3.1　经典微型计算机控制系统 12

1.3.2　新型微型计算机控制系统 13

1.4　微型计算机控制技术的发展 15

习题 16

第2章 微型计算机控制理论基础 18

2.1　连续系统数学基础 18

2.1.1　拉普拉斯变换 18

2.1.2　传递函数与方块图 21

2.1.3　线性定常系统的脉冲响应 25

2.2　离散系统数学基础 25

2.2.1 离散时间信号与采样信号的表示 25

2.2.2　差分与差商 26

2.2.3　Z变换 27

2.2.4　离散系统传递函数 34

2.3　采样周期的一般选择方法 39

2.3.1 香农（shannon）采样定理 39

2.3.2　采样周期的选择 40

习题 42

第3章　接口与过程通道配置技术 44

3.1 概述 44

3.2　面向过程通道的接口技术 46

3.2.1　接口的基本结构、任务和功能 46

3.2.2　接口的数据传送方式 47

3.2.3　接口扩展 48

3.2.4　接口实例 49

3.3　模拟输入过程通道配置 52

3.3.1　通道基本结构 52

3.3.2　信号的拾取方式 53

3.3.3　通道放大技术 54

3.3.4　模拟多路切换技术 57

3.3.5　采样保持技术 59

3.3.6　模／数转换技术 61

3.4　模拟输出过程通道配置 72

3.4.1　通道基本结构 72

3.4.2　D/A转换原理 73

3.4.3　D/A转换器及接口设计 75

3.5　开关量输入过程通道配置 81

3.5.1　通道基本结构 81

3.5.2　开关量采集技术 82

3.5.3　开关量信号规范技术 84

3.5.4　过程开关量输入接口设计 86

3.6　开关量输出过程通道配置 86

3.6.1　通道基本结构 86

3.6.2　开关量输出接口设计 86

3.6.3　典型开关量输出过程通道 87

习题 88

第4章　数据采集与处理技术 90

4.1　数据采集系统概述 90

4.1.1　数据采集系统概念 90

4.1.2　数据采集系统的功能 91

4.1.3　设计数据采集系统应考虑的一些问题 91

4.2　模拟数据采集技术 92

4.2.1 模拟数据采集电路 92

4.2.2　模拟数据采集软件的流程图 93

4.2.3　模拟量数据采集的预处理方法 97

4.3　模拟数据采集系统采集数据的后处理技术 100

4.3.1 工程量标度变换 100

4.3.2　线性化处理 102

4.3.3　上下限检查 103

4.4　开关量数据采集技术 104

4.4.1 开关最数据采集电路模型 104

4.4.2　开关量数据采集软件的一般结构 105

4.4.3　开关量数据的处理方法 106

4.5　虚拟仪器及其应用基础 106

4.5.1　虚拟仪器概述 106

4.5.2　虚拟仪器的一般结构 108

4.5.3　基于构件的虚拟仪器开发 110

4.5.4　虚拟仪器的发展趋势 112

习题 113

第5章 数字控制器的设计 114

5.1 PID控制器设计 114

5.1.1 模拟PID控制规律 114

5.1.2 PID控制规律的数字化实现算法 116

5.1.3 PID控制算法改进 120

5.1.4 数字PID控制器参数整定 123

5.2　最少拍控制器直接设计 128

5.2.1 数字控制器直接设计步骤 128

5.2.2　最少拍无差系统的设计 129

5.2.3　最少拍控制器的可实现性和稳定性要求 132

5.2.4　最少拍快速有波纹系统设计的一般方法 133

5.2.5　最少拍控制系统的局限性 136

5.2.6　最少拍无波纹系统的设计 137

5.3　w变换与大林算法 140

5.3.1 w变换法设计 140

5.3.2　纯滞后对象的控制算法——大林算法 143

习题 147

第6章 顺序与数字程序控制技术 149

6.1　顺序控制技术 149

6.1.1　顺序控制概述 149

6.1.2　顺序控制工作原理及设计步骤 150

6.1.3　微型计算机剪板系统设计 152

6.2　数字程序控制技术 155

6.2.1　数字程序控制概述 155

6.2.2　逐点直线与圆弧插补原理 157

6.2.3　数字积分插补法 163

6.3 电机控制及其接口技术 166

6.3.1　小功率直流电机及控制 166

6.3.2　步进电机控制技术 170

习题 173

第7章 智能控制基础 174

7.1　模糊控制基础 174

7.1.1　模糊控制理论基础 174

7.1.2　模糊控制应用基础 180

7.1.3　模糊控制系统一般原理 188

7.2　神经网络控制基础 193

7.2.1 神经网络基础 194

7.2.2　神经网络的结构和学习规则 196

7.2.3　神经网络控制原理 198

7.3　遗传算法控制基础 202

7.3.1　遗传算法概述 202

7.3.2　遗传算法应用基础 206

7.3.3　基于遗传算法的模糊控制 209

习题 212

第8章　总线技术 214

8.1 并行总线 214

8.1.1 PC总线 214

8.1.2 STD总线 217

8.2　串行通信标准总线 217

8.2.1 RS-232-C 217

8.2.2 RS-422-A/RS 423-A和RS-485 221

8.2.3　通用外设接口标准 223

8.3　现场总线技术 228

8.3.1　现场总线的基本内容和发展概况 229

8.3.2　现场总线控制系统的特点 229

8.3.3　几种典型的现场总线 230

8.3.4　现场总线的应用 232

习题 234

第9章　微型计算机控制系统设计 235

9.1 微型计算机控制系统设计的基本要求与步骤 235

9.1.1 系统设计的基本要求 235

9.1.2　微型计算机控制系统设计的一般步骤 236

9.2　微型计算机温度控制系统设计 242

9.2.1 系统总体方案设计 242

9.2.2　硬件设计 243

9.2.3　数字控制器的设计 245

9.2.4　软件设计 245

9.3　模糊电冰箱系统设计 246

9.3.1 电冰箱的控制要求 246

9.3.2　模糊电冰箱系统结构 248

9.3.3　模糊控制规则 248

9.3.4 TMP86C846N单片机介绍 252

9.3.5　控制系统的电路结构 254

9.3.6　软件实现 255

习题 259

附录 IC卡技术基础 261

1　IC卡分类 261

2　接触式IC卡技术基础 261

3　非接触式IC卡技术基础 268

参考文献 275