第1章  计算机控制系统概述 1
1.1  自动控制系统的工作原理 1
1.1.1  自动控制的任务 1
1.1.2  反馈控制系统工作原理 1
1.1.3  反馈控制系统的组成 2
1.1.4  自动控制系统的类型 3
1.2  被控对象的特性 4
1.2.1  被控对象特性的类型 4
1.2.2  被控对象特性的一般分析 6
1.3  对控制系统的基本要求 10
1.3.1  控制系统典型外作用函数 10
1.3.2  闭环控制系统的过渡过程 12
1.3.3  闭环控制系统的控制指标 12
1.3.4  计算机控制系统的综合控制
指标 13
1.4  计算机控制系统组成和分类 14
1.4.1  计算机控制系统一般概念 14
1.4.2  计算机控制系统的硬件组成 14
1.4.3  计算机控制系统软件组成 16
1.4.4  计算机控制系统的分类 16
本章小结 21
练习1 22
第2章  传感器 23
2.1  传感器概述 23
2.1.1  传感器的作用及组成 23
2.1.2  传感器分类 23
2.1.3  对传感器的主要技术要求 24
2.1.4  不同领域使用的传感器 24
2.1.5  用于机器人的传感器 25
2.1.6  家用设施所需传感器 26
2.1.7  医疗卫生保健领域使用的主要
传感器 26
2.2  机械量传感器 27
2.2.1  压电传感器 27
2.2.2  电感式接近传感器 29
2.2.3  光栅位移传感器 31
2.3  热工量传感器 34
2.3.1  集成温度传感器 34
2.3.2  高分子材料湿度传感器 37
2.3.3  涡流流量传感器 40
2.4  光传感器 42
2.4.1  光电式传感器 42
2.4.2  红外光传感器 51
2.4.3  紫外线传感器 53
2.5  其他传感器 55
2.5.1  气敏传感器 55
2.5.2  超声波传感器 57
2.5.3  霍尔传感器 58
本章小结 60
练习2 61
第3章  执行器 62
3.1  执行器概述 62
3.1.1  执行器应具备的主要技术
特征 62
3.1.2  执行器的分类及特点 62
3.2  气动执行器 63
3.2.1  气动执行器的基本结构和
工作原理 63
3.2.2  气动执行器与计算机的连接 64
3.3  电动执行器 64
3.3.1  伺服电动机 64
3.3.2  步进电动机 66
3.3.3  调节阀 68
3.3.4  电磁阀 69
3.3.5  固态继电器 69
3.4  液压执行器 72
3.5  防火、防爆和手动/自动、无扰动
切换 73
3.5.1  防爆栅 73
3.5.2  手动/自动、无扰动切换 74
本章小结 75
练习3 75
第4章  计算机过程输入/输出技术 77
4.1  模拟量输入通道 77
4.1.1  输入信号的处理 77
4.1.2  模拟多路开关 81
4.1.3  程控增益放大器 82
4.1.4  采样和采样定理 87
4.1.5  A/D转换器及其和微处理器的
连接 91
4.2  模拟量输出通道 96
4.2.1  模拟量输出通道的结构形式 96
4.2.2  单片D/A转换器和CPU的
连接 97
4.2.3  D/A转换器的输出方式 100
4.2.4  D/A转换模板的通用性 103
4.3  开关量输入/输出通道 104
4.3.1  数字量输入接口 104
4.3.2  数字量输出通道 105
本章小结 105
练习4 106
第5章  数据处理技术 107
5.1  数字滤波 107
5.1.1  惯性滤波法 107
5.1.2  算术平均值滤波法 109
5.1.3  加权平均滤波法 109
5.1.4  中值滤波法 110
5.1.5  防脉冲干扰平均值法（复合
滤波法） 112
5.1.6  滑动平均滤波法 112
5.1.7  程序判断滤波法 112
5.2  标度变换与线性化处理 113
5.2.1  标度变换 113
5.2.2  线性化处理 114
5.3  查表技术 117
5.3.1  顺序查表法 118
5.3.2  折半查表法 118
5.3.3  计算查表法 119
5.4  报警处理 119
5.4.1  越限报警处理 119
5.4.2  声光和语音报警 119
本章小结 124
练习5 125
第6章  微机测控系统抗干扰技术 126
6.1  干扰的来源和传播途径 126
6.1.1  干扰的种类 126
6.1.2  干扰传播途径 127
6.2  干扰抑制的基本原则 127
6.3  干扰抑制技术 128
6.3.1  电源系统的抗干扰措施 128
6.3.2  接地系统的抗干扰措施 130
6.3.3  I/O接口的抗干扰措施 133
6.3.4  输入/输出传输线的抗干扰
措施 136
6.3.5  静电和电磁干扰的抑制 139
6.3.6  软件抗干扰措施 140
本章小结 142
练习6 142
第7章  数字PID控制 143
7.1  数字PID控制算法 143
7.1.1  连续控制系统的PID控制
规律 143
7.1.2  位置式PID算式 144
7.1.3  增量式PID算式 145
7.1.4  PID程序设计时应考虑的若干
问题 146
7.2  积分饱和及其抑制 147
7.2.1  积分饱和的原因及其影响 147
7.2.2  积分饱和的抑制 147
7.3  数字PID算法的改进 149
7.3.1  对微分项的改进 149
7.3.2  带死区的PID算式 151
7.3.3  给定值突变时的改进算法 151
7.3.4  砰砰—PID复合控制 152
7.4  PID调节器参数确定与在线修改 152
7.4.1  扩充临界比例度法 152
7.4.2  PID参数的在线修改 153
本章小结 154
练习7 154
第8章  可编程序控制器 156
8.1  PLC的工作原理与硬件组成 156
8.1.1  PLC的基本组成部件 156
8.1.2  可编程序控制器的特点 156
8.1.3  可编程序控制器的应用 157
8.1.4  PLC的工作原理 158
8.1.5  PLC的硬件 159
8.2  PLC的编程语言及软件设计 160
8.2.1  梯形图编程语言 160
8.2.2  顺序功能图编程 166
8.3  可编程序控制器控制注塑机 171
8.3.1  注塑机的工艺流程 171
8.3.2  确定I/O点及分配I/O地址 171
8.3.3  控制系统梯形图 171
8.3.4  梯形图指令表 173
本章小结 174
练习8 175
第9章  集散系统和CIMS系统简介 176
9.1  集散系统 176
9.1.1  系统的主要特点 176
9.1.2  基本组成部件 177
9.1.3  DCS的结构特点 178
9.1.4  DCS的体系结构 179
9.1.5  典型DCS系统简介 180
9.2  计算机集成制造系统（CIMS）
简介 182
9.2.1  CIMS追求生产活动的整体
优化 182
9.2.2  CIMS的组成 183
9.2.3  CIMS的基础技术 184
9.2.4  CIMS结构 185
本章小结 187
练习9 188
第10章  微机测控系统实例 189
10.1  微机测控系统设计的原则与步骤 189
10.1.1  系统设计的基本原则 189
10.1.2  系统设计步骤 190
10.2  基于PIC16单片机的空调控制
系统 192
10.2.1  控制器原理 192
10.2.2  硬件设计 192
10.2.3  软件设计 195
10.3  物料传送带送料装车PLC控制
系统 195
10.3.1  传送带的工艺流程和控制
要求 196
10.3.2  确定I/O点和分配I/O
地址 197
10.3.3  控制系统梯形图 197
10.3.4  物料自动传送装车控制
系统的指令表 198
10.4  高档PLC电厂输煤程控系统 199
10.4.1  系统要求 200
10.4.2  PLC选择 200
10.4.3  系统结构 200
10.4.4  上位机 200
10.4.5  系统组态图 201
10.5  CO2送肥系统的设计 202
10.5.1  CO2对农作物生产的重要
意义 202
10.5.2  CO2送肥系统的关键设备 203
10.5.3  红外CO2测试仪的设计 203
10.5.4  CO2发生器的选择 206
10.5.5  单片机采样控制系统的硬件
设计 206
10.5.6  单片机采样控制系统的软件
设计 207
10.6  数控机床 210
10.6.1  车床数字控制器的主要
任务 211
10.6.2  逐点比较法的插补原理 211
10.6.3  数字控制中其他一些重要
概念 215
本章小结 217
练习10 217
参考文献 218