《实时处理与控制》

第一章 概论1

§1-1 序言1

一、计算机控制系统的一般概念1

目录1

二、计算机在线和离线控制方式2

三、实时控制与处理2

§1-2 计算机控制系统设计的一般步骤3

一、建立数学模型3

二、进行静动态计算3

三、计算机和外围设备的选择3

§1-3 计算机控制系统的分类4

一、开环计算机控制系统4

五、系统软硬件调试4

四、软件编程4

二、闭环计算机控制系统7

三、多级计算机控制系统11

四、分散集中型计算机控制系统11

五、分布式的计算机控制系统12

六、计算机控制系统的可靠性13

七、计算机控制系统的通讯问题13

第二章 过程输入输出通道14

§2-1 过程输入通道14

一、模入通道的电路结构及其工作原理14

二、模拟多路切换器16

三、采样保持器17

四、模拟／数字转换原理18

五、单片式集成A/D转换器22

一、模出通道的电路结构及其工作原理24

§2-2 过程输出通道24

二、数／模转换原理25

三、单片式集成D/A转换器30

§2-3 模入模出接口板32

第三章 计算机控制系统设计理论35

§3-1 线性定常离散系统的数学描述35

一、线性定常离散系统35

二、差分方程36

§3-2 采样过程和采样定理40

一、采样过程的数学描述41

二、采样信号的频谱分析及采样定理42

§3-3 Z变换45

一、Z变换定义45

二、Z变换方法45

三、Z变换的性质47

四、Z反变换49

五、用Z变换求解差分方程50

§3-4 脉冲传递函数52

一、脉冲传递函数的定义52

二、脉冲传递函数与差分方程的相互转换53

三、脉冲传递函数求法54

四、扩展Z变换58

§3-5 保持器63

一、零阶保持器64

二、一阶保持器66

§3-6 线性离散系统特性分析68

一、稳定性分析68

二、静态误差70

§3-7 计算机控制系统的连续设计方法73

一、概述73

二、数字PID调节器的连续设计74

三、数字滤波器法79

§3-8 计算机控制系统的离散设计方法86

一、最小拍随动系统的数字调节器设计86

二、具有大滞后对象的计算机控制系统设计96

§3-9 建模和自适应控制算法101

一、被控对象数学模型的建立102

二、自适应控制算法112

第四章 数据采集及处理119

§4-1 微型计算机数据采集系统119

一、数据采集系统的基本程序流程图119

二、多路采集系统的程序框图119

§4-2 数字滤波120

一、硬件滤波121

二、软件滤波124

§4-3 线性化处理128

一、可用数学方程表示的处理128

二、折线近似与插值逼近129

三、标度变换131

§4-4 越限报警及显示132

一、越限报警132

二、显示133

第五章 实时控制系统的设计139

§5-1 用微型机控制直流可逆调速系统139

一、问题的提出139

二、系统硬件连接139

三、对象数学模型、控制器的设计及采样周期的选择139

四、系统软件设计151

二、微机化随动系统的组成175

一、引言175

§5-2 数字随动系统175

三、控制对象的数学模型，控制器的设计及177

采样周期的确定177

四、系统软件设计180

五、数字随动系统负载观测器183

§5-3 电加热炉炉温随机最优控制187

一、概述187

二、控制对象的模型辨识188

三、卡尔曼滤波器的设计194

四、最佳反馈控制器的设计196

五、自适应补偿的计算196

六、控制器算法总框图及软件设计197

七、电加热炉自由升温分段最优控制200

一、非晶制带生产工艺及对自动控制提出的要求202

§5-4 非晶制带钢水液位智能控制系统202

八、结论202

二、非晶制带钢水液位控制被控对象特性分析203

三、非晶制带钢水液位智能控制问题的引入205

四、非晶制带钢水液位智能控制系统硬件连接206

五、非晶制带钢水液位智能控制系统的设计206

六、非晶制带钢水液位模糊控制系统的设计208

七、仿真和实时控制结果212

§5-5 实时控制系统软件编制语言217

一、用汇编语言编制应用程序217

二、混合汇编语言在实时控制中的应用217

三、高级语言在实时控制中的应用219

附录一、例题解答及题例分析220

附录二、部分Z—80汇编语言实时控制程序清单236

参考文献239