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第一章 绪论1

第一节 计算机过程控制系统及其组成1

一、计算机过程控制系统简介1

二、计算机过程控制系统的组成2

第二节 计算机过程控制系统的类型4

一、按控制装置结构类型分4

二、按被控对象的特点和要求分8

三、按控制功能类型分10

第二章 计算机常规控制系统13

第一节 单回路控制系统13

一、过程的数学模型13

二、控制系统的性能指标15

三、数字PID控制系统的整定16

第二节 串级控制系统20

一、串级控制系统的概念20

二、串级控制系统的特点22

三、串级控制系统的设计25

四、串级控制系统的整定26

第三节 纯迟延补偿系统28

一、纯迟延过程的常规控制28

二、采用补偿原理克服大迟延的影响30

三、纯迟延补偿控制器的计算机实现(数字式Smith预估器)32

四、大林算法35

第四节 前馈控制系统39

一、基本概念39

二、静态前馈控制41

三、动态前馈控制42

四、前馈-反馈控制系统44

第五节 均匀控制系统与比值控制系统45

一、均匀控制系统45

二、比值控制系统48

第六节 多变量解耦控制系统52

一、系统的关联和耦合52

二、关联(耦合)程度分析53

三、耦合性质55

四、解耦控制系统的设计59

第七节 最少拍无纹波系统设计63

一、最少拍设计概述63

二、最少拍无纹波随动系统设计69

第三章 计算机现代控制系统75

第一节 基于状态空间模型的设计75

一、问题分析75

二、系数矩阵F、G的计算76

三、控制规律设计77

四、观测器设计80

五、控制器设计的进一步讨论84

第二节 基于输入输出模型的设计87

一、设计分析88

二、丢番图方程及其最小阶解90

三、控制器设计91

四、进一步讨论96

第三节 最优控制设计99

一、最优控制原理与最优控制规律设计99

二、最优状态估计器设计103

第四节 自适应控制系统106

一、模型参考自适应控制106

二、参数自适应控制系统111

第五节 预测控制系统117

一、预测模型117

二、参考轨迹模型120

三、控制算法120

四、应用举例122

第六节 模糊控制系统124

一、模糊控制基本原理124

二、模糊控制器设计125

三、模糊控制器性能改进133

第七节 智能控制系统137

一、分级递阶智能控制系统138

二、专家控制系统138

三、基于神经网络的控制系统140

第四章 计算机控制系统设计146

第一节 概述146

一、计算机控制系统的类型146

二、计算机控制系统设计工作的类别146

三、系统设计原则146

四、系统开发周期147

第二节 系统设计技术148

一、规范化设计技术148

二、结构化设计技术149

三、系统的功能规范149

四、系统的总体设计方案151

第三节 硬件体系结构154

一、实时工业控制计算机系统结构类型154

二、总线结构型工业控制计算机系统的组成154

三、总线的分类155

四、内部总线156

第四节 计算机控制系统软件技术170

一、操作系统170

二、数据库178

三、系统组态192

第五节 软件调试与系统测试210

第五章 分散控制系统212

第一节 分散控制系统及发展212

一、分散控制系统的基本概念212

二、分散控制系统的基本结构214

三、典型分散控制系统216

四、分散控制系统的发展趋势217

第二节 分散控制系统的过程控制单元218

一、过程控制单元的硬件系统218

二、过程控制单元的软件系统224

三、Network-90的过程控制单元224

第三节 分散控制系统的操作接口228

一、概述228

二、Network-90的操作接口231

第四节 分散控制系统的通信网络233

一、概述233

二、Network-90的通信系统234

第五节 分散控制系统的组态235

一、概述235

二、Network-90组态语言(功能块语言)236

三、组态举例237

第六节 分散控制系统的设计与应用240

一、分散控制系统设计的步骤240

二、分散控制系统在电炉冶炼控制中的应用243

三、用Network-90系统实现双交叉限幅燃烧控制246

四、Network-90在电厂的应用252

第七节 可编程控制器256

一、可编程控制器的组成原理及选择256

二、OMRON C200H262

三、可编程控制器的应用266

第六章 现场总线技术及现场总线系统271

第一节 现场总线简介271

一、什么是现场总线271

二、现场总线的特点与优点272

三、以现场总线为纽带的网络集成式全分布控制系统274

第二节 几种现场总线的通信模型与技术特色277

一、OSI参考模型277

二、OSI与现场总线通信模型279

三、基金会现场总线(Foundation Fieldbus简称FF)280

四、LonWorks技术281

五、Profibus技术282

六、CAN总线282

七、HART通信协议283

第三节 基金会现场总线的通信模型与部分通信协议283

一、基金会现场总线通信模型的主要组成283

二、协议数据的构成与层次285

三、基金会现场总线的物理层及其网络连接286

四、数据链路层与链路活动调度290

五、应用层与虚拟通信关系293

六、用户层与功能块应用296

第四节 现场总线系统299

一、现场总线网络系统299

二、现场总线控制系统305

附录310

附录A EISA各排引脚分配与信号一览表310

附录B VESA插槽引脚、联接器引脚统计313

附录C PCI联接器引脚分配316

附录D Network-90的功能块及其功能码319

附录E C200H PC的指令与功能表321

参考文献325