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第一章 微机控制系统概述1

1.1 微机控制系统1

一、优点及用途1

二、组成1

三、分类3

1.2 微机控制系统发展趋势8

一、可编程控制器8

二、集散系统8

三、神经网络控制系统9

复习思考题11

第二章 数字PID控制技术13

2.1 数字 PID 控制规律14

一、PID 控制规律的数字实现14

二、PID 算法的改进27

三、PID 参数的整定28

2.2 大林算法34

一、大林算法的D（Z）基本形式34

二、大林算法在炉温控制中的应用36

2.3 PID 控制系统实例40

一、系统的基本组成及基本工作原理40

二、硬件电路设计40

三、控制规律的选择和程序设计43

复习思考题50

第三章 开环控制51

3.1 微机顺序控制器51

一、原理51

二、顺序控制系统的组成53

三、顺序控制系统应用举例54

四、控制多台装置的应用58

3.2 开环数值控制器59

3.3 步进电机控制70

一、步进电机的工作原理70

二、步机电机控制系统71

三、步进电机控制程序的设计79

四、步进电机的变速控制83

五、步进电机驱动电路91

复习思考题95

第四章 模糊控制96

4.1 模糊数学的基本概念和常用术语97

一、模糊集合的基本概念97

二、普通关系98

三、模糊关系99

四、模糊变换R102

4.2 模糊决策103

4.3 模糊推理105

一、模糊语言算子105

二、模糊推理106

4.4 单入单出模糊控制器设计举例109

一、模糊控制原理框图109

二、模糊控制器系统设计109

4.5 双入单出模糊控制器设计120

4.6 自组织模糊控制器124

4.7 新型单片模糊控制器设计方法125

一、实现模糊控制的方法和步骤125

二、模糊控制器的软件设计128

复习思考题133

第五章 数字控制器的直接设计方法135

5.1 参数优化的低阶控制算法135

5.2 最少拍控制系统的设计137

一、最少拍系统的设计138

二、最少拍控制系统的局限性142

5.3 最少拍无纹波控制系统的设计144

复习思考题146

第六章 微机控制系统应用程序设计147

6.1 应用程序设计原则与方法147

一、程序功能模块化优点148

二、程序模块的划分148

三、划分模块的原则149

四、结构化程序设计149

6.2 判断程序设计149

一、算术判断程序150

二、逻辑判断程序151

三、标志判断程序152

6.3 巡回检测程序153

6.4 数字滤波程序156

一、数字滤波的优点156

二、数字滤波的几种方法及程序举例156

三、几种滤波方法的比较164

6.5 标度变换和漂移误差的自校准164

一、线性仪表标度变换程序165

二、非线性仪表标度变换165

三、数字调零和误差自动校准169

6.6 上下限报警处理程序171

一、声音报警171

二、语音报警174

6.7 LED 数码管显示程序设计178

一、LED 数码管显示器接口（并口动态显示）179

二、LED 数码管显示接口（串口静态显示）181

6.8 定时程序182

一、软件定时182

二、硬件结合软件定时183

6.9 键盘程序184

一、软件去抖动处理184

二、连击的处理184

三、复合键的处理188

四、键盘编码189

6.10 抗干扰程序设计191

一、干扰的作用机制及后果191

二、数字信号输入/输出中的软件抗干扰措施192

三、人工强制复位194

四、冗余指令195

五、陷阱技术195

六、程序运行监视系统（WATCHDOG）198

复习思考题202

第七章 微机控制系统设计与实践203

7.1 微机控制系统设计的基本要求和特点203

一、基本要求204

二、设计特点205

7.2 微机控制系统设计的一般步骤206

一、确定控制任务206

二、选择微处理器和外围设备206

三、确定控制算法207

四、系统总体方案设计207

五、硬件和软件的具体设计209

7.3 微机控制系统设计应考虑的重要问题209

一、系统的选择和配置209

二、总线负载的考虑210

三、屏蔽与接地214

四、容错设计217

7.4 微机控制系统设计举例217

一、通用控制器设计217

二、工业PC简介225

复习思考题225

第八章 常用电动控制单元仪表及输出驱动电路227

8.1 模拟输入通道和输出通道227

一、模拟量输入通道227

二、模拟量输出通道及手动/自动切换229

三、I/V转换部件的设计230

8.2 我国电动单元仪表介绍233

一、我国电动单元仪表的发展情况233

二、我国电动仪表的发展方向233

8.3 常用输出驱动电路236

一、白炽灯、线圈和继电器驱动接口236

二、可控硅接口电路237

三、光电隔离器238

四、常用驱动 IC239

五、固体继电器240

复习思考题243

附录A 采样系统的Z变换244

附录B 模糊集合的运算251

附录C254

参考资料255