教育部職業教育與成人教育司推薦教材 計算機控製技術與係統 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

黃桂梅 著

圖書標籤:

• 計算機控製技術
• 自動化控製
• 職業教育
• 教材
• 教育部推薦
• 成人教育
• 工業控製
• PLC
• 單片機
• 傳感器

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508365350

商品编码：29748672128

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

書名：教育部職業教育與成人教育司推薦教材 計算機控製技術與係統

定價：22.00元

作者：黃桂梅

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2008-01-01

ISBN：9787508365350

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

---

內容提要

---

本書主要介紹瞭計算機控製的概念、過程通道及輸入輸齣接口技術、通信技術、抗乾擾技術與可靠性技術、數據采集係統、常用控製算法、分散控製算法、分散控製係統及應用、現場總綫控製係統等內容。本書在中編寫中注意引進先進技術，在內容編排上考慮教學與自學相結閤，內容組織循序漸進，由淺入深，利教利學。
　　本書可作為高職高專電力技術類電廠熱能動力設備裝置、火電廠集控運行、生産過程自動化技術等專業相關課程教材，也可作為火電廠運行人員培訓教材。

目錄

---

前言
章　計算機控製係統概論　
　節　計算機控製係統的結構原理
　第二節　計算機控製係統的組成
　第三節　計算機控製係統的分類
　第四節　火電機組計算機控製的主要功能
　本章小結
　思考與習題
第二章　計算機控製過程通道及輸入輸齣接口技術
　節　模擬量輸入通道及接口
　第二節　模擬量輸齣通道及接口　
　第三節　開關量（數字量）輸入/輸齣通道
　第四節　脈衝量輸入通道
　本章小結
　思考與習題
第三章　數據采集係統
　節　數據采集的基本結構
　第二節　數據采集係統的基本功能
　第三節　數據采集的基本原理
　第四節　數據加工處理
　第五節　發電機組的性能計算
　本章小結
　思考與習題
第四章　計算機控製係統常用的控製算法
　節　概述
　第二節　數字PID控製算法
　第三節　少拍控製算法
　第四節　帶純遲延對象的控製算法
　第五節　串級和前饋控製
　第六章　數字控製器的計算機上的實現
　本章小結
　思考與習題
第五章　計算機控製係統的通信技術
　節　數據通信
　第二節　數據通信網絡
　第三節　網絡協議　
　第四節　總綫與接口芯片
　第五節　DCS係統的通信網絡概貌
　本章小結
　思考與習題
第六章　計算機控製的抗乾擾技術與可靠性技術
　節　乾擾源及乾擾分類
　第二節　抗乾擾技術措施
　第三節　Watchdog技術
　第四節　計算機係統的可靠性技術
　第五節　容錯設計技術
　本章小結
　思考與習題
第七章　分散控製係統及應用
　節　分散控製係統（DCS）的發展、結構及特點
　第二節　分散控製係統的硬件組成
　第三節　分散控製係統的軟件係統
　第四節　Symphony控製係統應用舉例
　本章小結
　思考與習題
第八章　現場總綫控製係統（FCS）
　節　現場總綫概述
　第二節　現場總綫的類型
　第三節　基金會現場總綫（FF）
　第四節　FCS在火電廠中的應用實例
　本章小結
　思考與習題
參考文獻

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《現代計算機控製係統導論》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的現代計算機控製係統基礎知識體係。從計算機控製係統的基本概念、發展曆程齣發，逐步深入到其核心理論、關鍵技術以及實際應用。全書結構清晰，邏輯嚴謹，理論闡述翔實，並輔以大量實例，力求使讀者在掌握理論知識的同時，也能領會其工程實踐的精髓。 第一章 緒論：計算機控製係統的世界 本章首先勾勒齣計算機控製係統的宏大圖景。我們將探討什麼是計算機控製係統，以及它們為何在現代社會中無處不在。從工業自動化到智能傢居，從航空航天到醫療設備，計算機控製的身影無處不在，極大地提升瞭效率、精度和智能化水平。我們將追溯計算機控製技術的發展脈絡，從早期的簡單伺服係統到如今復雜的網絡化、智能化係統，理解技術的演進如何驅動著工業革命和社會進步。同時，本章還將簡要介紹計算機控製係統所麵臨的挑戰與未來發展趨勢，例如實時性、可靠性、安全性以及與人工智能的融閤等，為讀者後續的學習打下堅實的思想基礎。 第二章 信號與係統：數字世界的語言 計算機控製係統的核心在於處理離散的數字信號。本章將深入講解信號與係統的基本概念，為理解數字控製奠定基礎。我們將首先介紹連續時間信號和離散時間信號的特性，以及它們之間的采樣與重建過程。傅裏葉變換、拉普拉斯變換等經典數學工具將在本章中得到應用，用於分析信號的頻率特性和係統的動態行為。離散時間傅裏葉變換（DTFT）和Z變換是本章的重點，它們是分析和設計離散時間係統不可或缺的數學工具。通過對係統響應（如單位階躍響應、衝激響應）的分析，讀者將能夠理解係統的穩定性、瞬態響應和穩態響應等關鍵性能指標。 第三章 數字控製器設計：精準調控的藝術 本章是本書的核心，聚焦於數字控製器的設計。我們將從離散時間係統建模開始，介紹如何將物理係統轉化為易於計算機處理的數學模型，如傳遞函數模型和狀態空間模型。在此基礎上，我們將詳細闡述各種經典的數字控製器設計方法。PID（比例-積分-微分）控製器作為最廣泛應用的控製器，將進行深入剖析，包括其參數整定方法（如臨界比例法、衰減震蕩法）以及離散化技術（如前嚮歐拉法、後嚮歐拉法、Tustin變換）。此外，本書還將介紹更先進的控製策略，如超前/滯後校正、滯後-超前校正等，講解如何通過引入零極點來改善係統的性能。對於復雜係統，狀態反饋控製將是另一重要內容，包括極點配置和狀態觀測器的設計，以實現對係統內部狀態的有效控製。 第四章 狀態空間方法：洞察係統內在的運行機製 本章將引領讀者進入更高級的係統分析和設計領域——狀態空間方法。與傳統的傳遞函數方法不同，狀態空間方法能夠更全麵地描述係統的動態行為，尤其適用於多輸入多輸齣（MIMO）係統。我們將詳細講解狀態空間方程的建立，包括連續時間和離散時間狀態空間模型。狀態嚮量的物理意義以及係統矩陣的特性將被深入分析。本章的關鍵內容包括可控性與可觀測性分析，它們是設計狀態反饋控製器和狀態觀測器的前提條件。讀者將學習如何利用極點配置技術設計狀態反饋控製器，實現期望的係統動態響應。同時，卡爾曼濾波等狀態觀測器設計方法也將被介紹，用於估計係統在測量噪聲存在下的內部狀態。 第五章 采樣與量化：連接真實世界與數字世界 計算機控製係統的運行離不開采樣和量化，它們是將連續的模擬信號轉化為計算機可處理的數字信號的關鍵環節。本章將深入探討采樣定理，理解采樣頻率與信號帶寬的關係，避免混疊現象的發生。脈衝采樣和理想采樣模型將被引入，幫助讀者理解采樣過程的數學原理。量化是另一個重要環節，我們將分析量化誤差的産生及其影響，介紹量化器的基本原理和不同類型的量化器。同時，本章還將探討保持器（如零階保持器）的作用，以及它們對離散係統頻率響應的影響。理解采樣與量化的過程對於設計高精度、高性能的數字控製器至關重要。 第六章 離散時間係統的穩定性分析 穩定性是評價控製係統性能的首要指標。本章將專注於離散時間係統的穩定性分析。我們將介紹離散時間係統穩定性的概念，如界限穩定、漸近穩定和指數穩定。Z域的單位圓判據將是本章的核心內容，通過分析閉環係統特徵方程的根在單位圓內的位置，來判斷係統的穩定性。此外，離散Lyapunov方程也將被介紹，作為一種更通用的穩定性分析工具，尤其適用於復雜係統和非綫性係統。本書將詳細講解如何利用這些方法來評估控製器設計的有效性，並指導讀者設計齣魯棒穩定的控製係統。 第七章 計算機控製係統的實現與接口 理論的設計最終需要轉化為實際的工程應用。本章將探討計算機控製係統的硬件實現以及與外部設備的接口問題。我們將介紹常用的微處理器、微控製器和數字信號處理器（DSP）在控製係統中的應用。串行通信接口（如RS-232、RS-485）、並行接口以及現場總綫技術（如CAN總綫、Profibus）等通信協議和接口標準將被詳細介紹，以實現計算機與傳感器、執行器之間的數據交換。模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的原理和選型也是本章的重要內容，它們是實現數字控製與模擬世界交互的關鍵。 第八章 實時操作係統與軟件設計 現代計算機控製係統往往需要運行在實時操作係統（RTOS）之上，以滿足嚴格的時間約束。本章將介紹實時操作係統的基本概念，包括任務調度、中斷處理、進程間通信等。常見的實時操作係統內核（如VxWorks、RTLinux）的特性將被簡要介紹。同時，本書還將探討計算機控製係統的軟件設計原則，包括模塊化設計、代碼規範以及調試方法。從低級硬件驅動到高級控製算法的軟件實現，讀者將瞭解構建一個完整控製係統軟件框架的各個方麵。 第九章 計算機控製係統的應用實例 為瞭更好地鞏固所學知識，本章將通過多個具體的應用實例來展示計算機控製技術在不同領域的實際應用。我們將深入剖析工業生産綫自動化中的機器人控製、數控機床的運動控製；探討交通信號燈的智能控製、汽車發動機的電子燃油噴射控製；分析航空航天領域的飛行姿態控製、導彈製導係統；以及在醫療器械中的生命體徵監測與調節等。通過這些鮮活的案例，讀者將能夠更直觀地理解計算機控製係統的強大能力和廣闊前景，並激發其在實際工程中應用所學知識的興趣。 第十章 計算機控製係統的發展趨勢 隨著科技的飛速發展，計算機控製係統正朝著更加智能化、網絡化、自主化的方嚮邁進。本章將展望計算機控製技術的未來。我們將探討人工智能（AI）與計算機控製的融閤，例如機器學習在自適應控製、模型預測控製中的應用；神經網絡在復雜係統建模與控製中的潛力；以及深度學習在故障診斷與預測性維護中的作用。物聯網（IoT）和雲計算將如何改變控製係統的架構，實現更廣泛的互聯互通和協同控製。此外，安全性、可靠性以及人機交互的進步也將是未來發展的重要方嚮。本書的最後一章將為讀者描繪一個充滿機遇和挑戰的計算機控製技術未來圖景。 通過閱讀本書，讀者將能夠建立起紮實的計算機控製係統理論基礎，掌握核心的設計方法，並對實際應用有深入的理解，為未來在相關領域的研究和工程實踐打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

這本教材給我的最深刻印象，在於它對係統集成與實際應用案例的偏執。很多計算機控製的書籍，重理論輕實踐，讀完後感覺自己掌握瞭一堆知識點，但真要應用於實際的工業場景，立馬就抓瞎瞭。然而，這本書似乎反其道而行之，它花瞭很大篇幅去探討不同類型傳感器的數據采集、信號處理的抗乾擾技術，以及PLC（可編程邏輯控製器）與上位機之間的通信協議。我特彆留意瞭關於運動控製那一章，它不僅講解瞭伺服電機的工作原理，還深入剖析瞭在實際生産綫中如何通過軟件算法來優化加減速麯綫，以達到更高的精度和更低的能耗。雖然其中對最新一代工業以太網技術的介紹相對保守，可能略微落後於市場最前沿，但對於打牢一個工程師的“內功”——即理解控製迴路的本質和硬件交互的細節——這本書的價值是無可替代的。它更像是一個經驗豐富的老技師手把手教你如何調試一個真實的生産係統，而不是一個理論物理學傢在講解數學模型的美感。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，與其說是學習，不如說更像是一場思維方式的重塑。它的敘述風格非常嚴謹，帶著一種不容置疑的學術權威感，但又巧妙地避免瞭過度枯燥。作者似乎特彆注重培養讀者的“係統思維”能力，即從宏觀上把握整個控製係統的輸入、處理、輸齣和反饋循環。例如，在介紹故障診斷和安全冗餘設計時，它不僅僅給齣瞭幾種標準化的解決方案，而是引導讀者去思考“如果A模塊失效，係統應該如何自動切換到B模塊，同時保證數據一緻性”這類更深層次的問題。這種引導性的提問方式，迫使你不能隻停留在“知其然”的層麵，而必須去探究“知其所以然”。唯一的缺點，可能是對高級控製算法，比如模糊控製或神經網絡控製的探討略顯蜻蜓點水，更像是作為拓展知識點被提及，如果能增加一個專門的章節進行更詳盡的分析和實例演示，這本書的厚重感和全麵性將更上一層樓。

评分☆☆☆☆☆

從一個跨專業學習者的角度來看，這本書的結構安排簡直是教科書級彆的“由淺入深”。我本身是軟件背景齣身，對硬件接口和底層驅動的知識非常薄弱。起初，我對那些關於模擬量轉數字量、電流環電壓環的概念感到頭疼欲裂。然而，這本書的編排者顯然考慮到瞭像我這樣的群體，他們先用通俗的語言描述瞭物理信號的特性，然後纔引入相關的電路知識和A/D轉換的原理，確保瞭知識點的接收是漸進式的。這種對學習麯綫的細緻考量，使得原本高高在上的“控製技術”變得觸手可及。我尤其喜歡它在每一章末尾設置的“思考題”，這些題目不是簡單的知識點復述，而是要求結閤前文所學知識，設計一個簡化的控製流程圖或邏輯框圖，這極大地鍛煉瞭我的應用能力。雖然有些讀者可能會覺得前期的理論鋪墊有點慢，但我認為這是必要的，它為後續復雜係統的構建提供瞭堅實的地基。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，坦率地說，有點過於樸實瞭。那種深沉的藍色調配上略顯老派的字體，初次拿起時，我差點以為自己拿瞭一本上世紀末的教科書。不過，翻開內頁後，裏麵的內容組織結構卻展現齣一種齣人意料的清晰脈絡。它不像有些教材那樣上來就拋齣一大堆晦澀的公式和概念，而是用一種非常生活化的例子，比如一個簡單的自動流水綫控製，來逐步引導讀者進入計算機控製係統的核心。我特彆欣賞它在基礎理論講解上花費的心思，特彆是關於PID控製算法的闡述部分，作者似乎非常清楚初學者在理解這些抽象概念時會遇到的難點，因此用瞭很多篇幅來拆解步驟，輔以大量的圖示，這點對於自學者來說簡直是雪中送炭。如果說有什麼遺憾，那就是在前幾章的章節小結部分，例題的難度提升麯綫有點跳躍，從入門到需要一定數學功底的中間環節似乎少瞭一個緩衝地帶，需要讀者自行多花時間去消化和鞏固。整體而言，它是一本需要你沉下心來，但迴報率很高的入門讀物，適閤對技術有熱情但缺乏係統學習經驗的工程師或技術愛好者。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一個詞來概括我的使用體驗，那就是“紮實”。這本書沒有迎閤時下追逐熱門技術的風潮，而是專注於那些經過時間檢驗、在工業界仍然占據核心地位的基礎技術。我注意到，它在描述工業總綫協議時，對曆史悠久但穩定可靠的RS係列通信標準的介紹篇幅，甚至超過瞭對某些新興無綫技術的篇幅，這體現瞭作者對工程實用性的深刻理解。它不追求花哨的界麵或時髦的術語，而是聚焦於如何構建一個高可靠性、低延遲的控製閉環。隨書附帶的光盤（如果現在還有光盤的話）或者配套資源中，那些經過驗證的經典仿真程序，對於快速驗證理論效果非常有幫助。這本書的語言風格極其精確和務實，沒有一句廢話，每一個公式、每一個圖例都有其存在的明確目的，這讓閱讀效率非常高。對於那些真正想在工業自動化領域深耕的人來說，這本書是工具箱裏必不可少的一把硬核扳手。