本書的編寫以提高學生的實踐水平為出發(fā)點,以滿足社會對大學本科生人才素質(zhì)要求為目標,著重于強化學生解決實際任務的能力。全書共5章。第1章為計算機控制系統(tǒng)概述;第2章介紹模擬量、數(shù)字量輸入/輸出通道及應用;第3章介紹接口技術(shù)及應用;第4章介紹數(shù)字控制器設(shè)計及應用;第5章為綜合案例,列舉了工業(yè)現(xiàn)場成功應用的實例。書中內(nèi)容既為培養(yǎng)能夠滿足信息化社會的專才要求而服務,也為培養(yǎng)跨學科、綜合型通才提供支撐。
本書既可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、計算機科學與技術(shù)、機電一體化等專業(yè)本科生的教材,也可作為從事工業(yè)控制及相關(guān)領(lǐng)域工作人員的參考用書。
配套資源:電子課件
本書特色:
以項目為主線,以行業(yè)需求為背,給出實用計算機控制實例。
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計算機控制技術(shù)是一門以電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應用技術(shù)為基礎(chǔ),以計算機控制為核心,綜合可編程控制技術(shù)、單片機技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù),從而實現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的精密化、生產(chǎn)設(shè)備的信息化、生產(chǎn)過程的自動化及機電控制系統(tǒng)最佳化的綜合性學科。計算機控制技術(shù)是電子信息與電氣信息類專業(yè)本科生的一門核心課程。現(xiàn)階段,企業(yè)對具備較強計算機控制技術(shù)應用能力的專門人才需求旺盛。通過計算機控制技術(shù)課程培養(yǎng)的專門人才,可服務于小型測控系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、運行、維護、檢測、調(diào)試,大型計算機控制系統(tǒng)的運行、維護,智能儀器儀表的設(shè)計、開發(fā)、檢測、調(diào)試等。本書既面向本科院校應用型人才培養(yǎng)的需求,又立足于對學生自主學習能力和實踐創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
為適應電氣工程及其自動化應用型課程的改革,本書在編寫形式上以簡練概括并體現(xiàn)應用性為特點,以項目為主線、以任務驅(qū)動為模塊、以行業(yè)需求為背景、以應用性為前提,給出實用計算機控制實例。本書建議授課學時為48學時,實驗學時18學時,并要求先學習PLC、數(shù)字電路和BASIC語言。
全書共5章:第1章介紹了計算機控制系統(tǒng)的組成、控制系統(tǒng)分類及設(shè)計和控制裝置種類及應用;第2章介紹了D-A轉(zhuǎn)換器及其在計算機控制系統(tǒng)中的應用、A-D轉(zhuǎn)換器及其在計算機控制系統(tǒng)中的應用、模擬量輸出方式及應用和模擬量輸入方式及應用和數(shù)字量輸入/輸出通道及應用;第3章分析和討論了鍵盤接口、顯示器接口和磁盤存儲器接口技術(shù)及應用;第4章討論了數(shù)字控制器連續(xù)化設(shè)計及應用、數(shù)字控制器離散化設(shè)計及應用和現(xiàn)代控制技術(shù)及應用;第5章介紹了通用控制網(wǎng)絡系統(tǒng)、工業(yè)控制計算機和PLC在工業(yè)現(xiàn)場中的應用、PLC控制系統(tǒng)應用、數(shù)字程序控制器設(shè)計、新能源與智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)和智能變電站信息一體化平臺與高級應用。從應用程序的設(shè)計到應用程序的發(fā)布,讀者都可以按照書中所述內(nèi)容實施。此外,本書每個項目后附有復習思考。
本書的順利出版,要感謝石家莊學院的領(lǐng)導和老師(史源平、袁莉、張利欽、張俊彥、高彥彥、容旭巍、楊麗、任娜、郭鵬、張瑋、孫建起、劉進峰、闞云飛、耿亮、田粒卜、張晶等)給予的大力支持和幫助。
由于時間倉促,書中難免存在不妥之處,請讀者原諒,并提出寶貴意見。
前言
第1章計算機控制系統(tǒng)概述
1.1項目一:計算機控制系統(tǒng)的組成
1.1.1任務1:控制系統(tǒng)的概念
1.1.2任務2:硬件組成
1.1.3任務3:軟件組成
項目總結(jié)
復習思考
1.2項目二: 控制系統(tǒng)的分類及設(shè)計
1.2.1任務1:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
1.2.2任務2:操作指導控制系統(tǒng)
1.2.3任務3:直接數(shù)字控制系統(tǒng)
1.2.4任務4:監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)
1.2.5任務5:分散型控制系統(tǒng)
1.2.6任務6: 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
項目總結(jié)
復習思考
1.3項目三: 控制裝置種類及應用
1.3.1任務1:可編程序控制器
1.3.2任務2:可編程調(diào)節(jié)器
1.3.3任務3:工業(yè)控制計算機
1.3.4任務4:嵌入式計算機系統(tǒng)
項目總結(jié)
復習思考
第2章模擬量、數(shù)字量輸入/輸出通道及應用
2.1項目一:D-A轉(zhuǎn)換器及其在計算機控制系統(tǒng)中的應用
2.1.1任務1:8位DAC0832芯片的應用
2.1.2任務2:12位DAC1210芯片應用
2.1.3任務3:D-A轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計舉例
項目總結(jié)
復習思考
2.2項目二:A-D轉(zhuǎn)換器及其在計算機控制系統(tǒng)中的應用
2.2.1任務1:ADC0809及其接口電路應用
2.2.2任務2:AD574A芯片及其接口電路應用
2.2.3任務3:A-D轉(zhuǎn)換模板的設(shè)計舉例
項目總結(jié)
復習思考
2.3項目三: 模擬量輸出方式及應用
2.3.1任務1:電壓輸出方式及應用
2.3.2任務2:電流輸出方式及應用
2.3.3任務3:自動/手動輸出方式及應用
項目總結(jié)
復習思考
2.4項目四:模擬量輸入方式及應用
2.4.1任務1:信號調(diào)理電路設(shè)計及應用
2.4.2任務2:多路模擬開關(guān)設(shè)計及應用
2.4.3任務3:前置放大器選取及應用
2.4.4任務4:采樣保持器選取及應用
項目總結(jié)
復習思考
2.5項目五:數(shù)字量輸入/輸出通道及應用
2.5.1任務1:光電耦合隔離技術(shù)及應用
2.5.2任務2:數(shù)字量輸入通道及應用
2.5.3任務3:數(shù)字量輸出通道及應用
項目總結(jié)
復習思考
第3章接口技術(shù)及應用
3.1項目一:鍵盤接口技術(shù)及應用
3.1.1任務1:鍵盤輸入電路及應用
3.1.2任務2:非編碼獨立式鍵盤及應用
3.1.3任務3:非編碼矩陣式鍵盤及應用
3.1.4任務4:編碼鍵盤及應用
項目總結(jié)
復習思考
3.2項目二: 顯示器接口技術(shù)及應用
3.2.1任務1:LED數(shù)碼管顯示器及應用
3.2.2任務2:LCD(液晶顯示器)及應用
3.2.3任務3:圖形顯示器及應用
項目總結(jié)
復習思考
3.3項目三: 磁盤存儲器接口技術(shù)及應用
3.3.1任務1:磁盤存儲編碼與校驗及應用
3.3.2任務2:磁盤驅(qū)動器及應用
3.3.3任務3:硬盤驅(qū)動器及應用
項目總結(jié)
復習思考
第4章數(shù)字控制器設(shè)計及應用
4.1項目一:數(shù)字控制器連續(xù)化設(shè)計及應用
4.1.1任務1:數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計
4.1.2任務2:PID控制算法
4.1.3任務3:數(shù)字PID算法的改進
4.1.4任務4:數(shù)字PID參數(shù)的整定
項目總結(jié)
復習思考
4.2項目二:數(shù)字控制器離散化設(shè)計及應用
4.2.1任務1:數(shù)字控制器的離散化設(shè)計
4.2.2任務2:最少拍控制系統(tǒng)的設(shè)計
4.2.3任務3:純滯后控制技術(shù)
項目總結(jié)
復習思考
4.3項目三:現(xiàn)代控制技術(shù)及應用
4.3.1任務1:采用狀態(tài)空間的輸出反饋設(shè)計
4.3.2任務2:采用狀態(tài)空間的極點配置設(shè)計
4.3.3任務3:二次型性能最優(yōu)設(shè)計方法
項目總結(jié)
復習思考
第5章綜合案例
5.1項目一:通用控制網(wǎng)絡系統(tǒng)
5.1.1任務1:企業(yè)計算機網(wǎng)絡
5.1.2任務2:數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)
5.1.3任務3:工業(yè)以太網(wǎng)
5.1.4任務4:智能家居控制系統(tǒng)
5.2項目二:工業(yè)控制計算機和PLC在工業(yè)現(xiàn)場中的應用
5.2.1任務1:PLC在工業(yè)中的應用
5.2.2任務2:工業(yè)控制計算機和PLC在供熱系統(tǒng)中的應用
5.2.3任務3:PLC在工業(yè)設(shè)備中的應用
5.2.4任務4:嵌入式以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器
5.3項目三:PLC控制系統(tǒng)應用
5.3.1任務1:PLC介紹
5.3.2任務2:PLC校園照明控制
5.4項目四:數(shù)字程序控制器設(shè)計
5.4.1任務1:數(shù)字程序控制器的設(shè)計
5.4.2任務2:步進電動機控制技術(shù)
5.4.3任務3:四旋翼飛行器設(shè)計
5.5項目五:新能源與智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)
5.5.1任務1:新能源發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
5.5.2任務2:新能源發(fā)電技術(shù)
5.5.3任務3:智能電網(wǎng)與新能源
5.5.4任務4:儲能技術(shù)
5.6項目六:智能變電站信息一體化平臺與高級應用
5.6.1任務1:基礎(chǔ)知識及背景
5.6.2任務2:智能變電站信息一體化平臺設(shè)計
5.6.3任務3:智能變電站信息一體化平臺應用
附錄復習思考答案
參考文獻