本書以計算機控制技術與控制理論有機結合為基礎，圍繞著計算機閉環數字控制繫統這一主線，由淺入深地對計算機控制技術的有關基本理論和應用加以闡述。本書可作為普通高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機應用、電子信息工程等專業及其相關專業的本科生或研究生的教科書或教學參考書，也可作為廣大科技工作者和工程技術人員的參考書。

本書以計算機控制技術與控制理論有機結合為基礎，圍繞著計算機閉 環數字控制繫統這一主線，由淺入深地對計算機控制技術的有關基本理論 和應用加以闡述。本書的主要特點是注意加強解決工程實際問題基本方法 的介紹；注重理論和實際應用的結合；增加應用實例；結合典型控制繫統 ，介紹和論述計算機控制繫統的原理、分析設計方法和應用技術。 本書主要介紹計算機控制繫統的輸入輸出通道技術、數字控制器的設 計、計算機控制繫統的設計與實現。書中注意本科階段“計算機控制技術 ”課程與其它專業基礎課程和專業課程的交叉重復部分的處理；充實和擴 展了一些現代工業控制應用中的新方法和新理論；適當考慮了計算機輔助 設計和分析的相關內容；注意繫統性和層次劃分，使其在有利於教師對不 同層次學生授課的靈活取材的同時也有利於讀者自學。 本書可作為普通高等院校自動化、電氣工程及其自動化、計算機應用 、電子信息工程等專業及其相關專業的本科生或研究生的教科書或教學參 考書，也可作為廣大科技工作者和工程技術人員的參考書。

第一章　緒論
　1.1　計算機控制繫統的基本概念
　　1.1.1　計算機控制繫統的定義
　　1.1.2　計算機控制的發展概況
　　1.1.3　計算機控制繫統的組成
　1.2　計算機控制繫統的分類與特點
　　1.2.1　計算機控制繫統的分類
　　1.2.2　計算機控制繫統的發展
　　1.2.3　計算機控制繫統的特點
　　1.2.4　工業控制計算機的要求
　1.3　計算機控制繫統仿真技術
　習題
第二章　過程輸入/輸出通道
　2.1　概述
　　2.1.1　過程通道的分類及基本結構
　　2.1.2　人機接口及其應用
　2.2　采樣與量化
　　2.2.1　采樣過程與采樣定理
　　2.2.2　量化與復現重構
　　2.2.3　采樣周期的選擇
　2.3　模擬量輸入通道
　　2.3.1　模擬量輸入通道的組成
　　2.3.2　A/D轉換器及接口
　　2.3.3　多路轉換器
　　2.3.4　采樣與保持
　2.4　模擬量輸出通道
　　2.4.1　多路模擬輸出的結構形式
　　2.4.2　D/A轉換接口技術
　2.5　數字量輸入/輸出通道
　　2.5.1　數字量輸入通道
　　2.5.2　數字量輸出通道
　　2.5.3　數字量接口典型應用
　2.6　工業控制計算機I/O模板
　　2.6.1　概述
　　2.6.2　典型應用
　本章小節
　習題
第三章　數據采集與數據處理
　3.1　概述
　　3.1.1　數據采集繫統的基本結構和功能
　　3.1.2　數據采集繫統的發展
　3.2　數字濾波
　　3.2.1　程序判斷濾波
　　3.2.2　算術平均濾波
　　3.2.3　加權平均濾波
　　3.2.4　中值濾波
　　3.2.5　慣性濾波
　　3.2.6　復合濾波
　　3.2.7　高通濾波
　　3.2.8　帶通濾波
　　3.2.9　數字濾波小結
　3.3　線性化處理
　　3.3.1　計算法
　　3.3.2　查表法與插值逼近
　　3.3.3　折線近似
　3.4　誤差修正和標度變換
　　3.4.1　誤差修正
　　3.4.2　標度變換
　3.5　應用實例——二級分布式數據采集繫統
　　3.5.1　繫統功能
　　3.5.2　繫統硬件組成
　　3.5.3　繫統軟件組成
　本章小結
　習題
第四章　程序控制和數值控制
　4.1　微型計算機順序控制器
　　4.1.1　順序控制
　　4.1.2　順序控制器
　4.2　數字程序控制
　　4.2.1　微機數控繫統的組成與分類
　　4.2.2　數值控制的基本原理
　　4.2.3　逐點比較法插補原理
　4.3　步進電機的控制
　　4.3.1　步進電機的工作原理
　　4.3.2　步進電機控制繫統原理
　　4.3.3　步進電機控制程序的設計
　　4.3.4　步進電機變速控制程序
　　4.3.5　單片機步進電機應用舉例
　本章小結
　習題
第五章　控制規律的離散化設計
　5.1　*小拍控制器設計
　　5.1.1　*小拍有紋波控制器的設計原理與設計方法
　　5.1.2　*小拍有紋波繫統存在的主要問題
　　5.1.3　*小拍無紋波控制器設計
　5.2　數字控制器的計算機實現
　　5.2.1　直接程序法
　　5.2.2　串行程序法
　　5.2.3　並行程序法
　　5.2.4　小結及例題
　5.3　應用實例——示教機械手控制
　　5.3.1　工作原理
　　5.3.2　數字調節器的設計與實現
　本章小結
　習題
第六章　控制規律的模擬化設計
　6.1　概述
　　6.1.1　模擬化設計方法的主要特點
　　6.1.2　模擬化設計方法的分類
　　6.1.3　模擬化設計方法的基本條件
　6.2　基本數字PID控制
　　6.2.1　位置式PID
　　6.2.2　增量式PID
　　6.2.3　幾種基本PID算法的比較
　6.3　數字PID的改進
　　6.3.1　抑制積分飽和的方法
　　6.3.2　抑制干擾的方法
　　6.3.3　帶死區的PID算法
　　6.3.4　阻尼PID算法
　　6.3.5　采樣PID算法
　6.4　模擬校正網絡的數字濾波器實現
　　6.4.1　衝激響應不變法
　　6.4.2　零—極點匹配法
　　6.4.3　零階保持器法
　　6.4.4　雙線性變換法
　　6.4.5　差分變換法
　　6.4.6　幾種離散化方法的比較
　6.5　MATLAB語言在數字控制器模擬化設計中的應用
　6.6　應用舉例——隧道窯計算機控制繫統
　　6.6.1　控制繫統的功能
　　6.6.2　硬件繫統的組成
　　6.6.3　軟件繫統的設計
　本章小結
　習題
第七章　復雜控制規律的設計
　7.1　大林（Dahlin）算法
　　7.1.1　適用對像
　　7.1.2　期望設計目標
　　7.1.3　設計步驟
　　7.1.4　振鈴現像及其消除
　7.2　史密斯（Smith）預估控制
　　7.2.1　Smith預估控制原理
　　7.2.2　Smith預估控制算法的數字實現
　　7.2.3　Dahlin算法和Smith預估控制的比較
　7.3　串級控制
　　7.3.1　串級控制繫統的工作原理
　　7.3.2　串級控制繫統的特點
　　7.3.3　串級控制的數字實現
　　7.3.4　串級控制繫統的設計
　　7.3.5　串級控制繫統控制規律的選擇
　　7.3.6　串級控制繫統的整定
　7.4　前饋控制
　　7.4.1　前饋控制繫統的概念
　　7.4.2　前饋控制繫統的**補償算法
　　7.4.3　前饋控制繫統的特點
　　7.4.4　前饋反饋控制繫統
　7.5　應用實例
　　7.5.1　合成氨溫度控制繫統
　　7.5.2　鍋爐汽包水位控制繫統
　本章小結
　習題
第八章　計算機控制繫統的設計與實現
　8.1　計算機控制繫統設計的基本方法和步驟
　　8.1.1　繫統設計的基本步驟
　　8.1.2　繫統的總體設計和可行性評價
　　8.1.3　控制主機和I/O通道的選擇
　　8.1.4　控制算法的確定與應用程序設計
　　8.1.5　繫統的調試與試運行
　8.2　計算機控制繫統的可靠性
　　8.2.1　概述
　　8.2.2　繫統硬件的可靠性
　　8.2.3　繫統軟件的可靠性
　8.3　計算機控制繫統的抗干擾技術
　　8.3.1　干擾源及其傳播路徑
　　8.3.2　空間抗干擾措施
　　8.3.3　I/O通道抗干擾措施
　　8.3.4　電源繫統抗干擾措施
　　8.3.5　地線配置抗干擾措施
　　8.3.6　軟件繫統抗干擾措施
　8.4　應用舉例——工業過程控制繫統
　　8.4.1　控制繫統的功能
　　8.4.2　硬件繫統的組成
　　8.4.3　軟件繫統的設計
　本章小結
　習題
參考文獻