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第1章 物联网控制技术概述1

1.1 物联网控制系统的概念1

1.2 计算机控制系统的基本组成4

1.2.1 计算机控制系统的硬件组成4

1.2.2 计算机控制系统的软件5

1.3 计算机控制系统的类型6

1.3.1 操作指导控制系统6

1.3.2 直接数字控制系统6

1.3.3 监督控制系统7

1.3.4 集散控制系统8

1.3.5 分级计算机控制系统8

1.4 物联网远程控制技术9

1.4.1 物联网控制模式9

1.4.2 移动通信远程控制12

1.4.3 网络遥操作13

习题115

第2章 物联网控制器16

2.1 物联网控制器概述16

2.2 PLC及其功能与特点17

2.2.1 PLC的功能17

2.2.2 PLC的特点18

2.3 PLC的组成与工作原理19

2.3.1 PLC的组成19

2.3.2 PLC的工作原理21

2.4 PLC的编程语言22

2.4.1 梯形图语言23

2.4.2 指令表语言24

2.4.3 SFC语言25

2.5 PLC应用举例27

2.6 集散控制系统31

2.6.1 集散控制系统概述31

2.6.2 集散控制系统的基本结构32

2.7 集散控制系统的组态37

习题239

第3章 计算机控制系统的过程通道设计40

3.1 模拟量输出通道40

3.1.1 模拟量输出通道的构成40

3.1.2 D／A转换器40

3.2 模拟量输入通道设计42

3.2.1 模拟量输入通道的构成42

3.2.2 模拟量输入信号调理42

3.2.3 多路转换器43

3.2.4 A／ D转换器44

3.2.5 CPU和A／ D转换电路之间的I／O控制方式45

3.3 数字量输入／输出通道46

3.3.1 数字量输入／输出通道的构成46

3.3.2 数字量输入调理通道47

3.3.3 数字量输出驱动47

习题348

第4章 计算机控制系统辨识49

4.1 系统辨识的概念49

4.1.1 系统辨识的定义49

4.1.2 系统辨识的基本内容50

4.2 线性静态模型的最小二乘参数估计51

4.2.1 参数估计问题51

4.2.2 最小二乘法的基本算法52

4.2.3 最小二乘法的性质55

4.2.4 应用举例56

4.3 线性动态模型的最小二乘参数估计60

4.4 最小二乘参数估计的递推算法62

4.4.1 基本递推算法62

4.4.2 带有遗忘因子的递推算法65

4.5 线性系统的结构辨识66

4.5.1 模型阶次的确定66

4.5.2 系统纯时滞的辨识67

习题469

第5章 计算机控制算法71

5.1 PID控制算法71

5.1.1 基本PID控制算法71

5.1.2 改进的PID控制算法75

5.2 数字PID控制器的工程实现77

5.2.1 给定值处理78

5.2.2 被控量处理79

5.2.3 偏差处理79

5.2.4 PID计算80

5.2.5 控制量处理80

5.2.6 自动手动切换81

5.2.7 PID控制器参数整定82

5.3 预测控制85

5.3.1 预测控制的基本原理85

5.3.2 动态矩阵控制86

5.3.3 动态矩阵控制的工程设计88

5.3.4 模型算法控制90

5.4 模糊控制93

5.4.1 模糊控制的发展93

5.4.2 模糊集合93

5.4.3 模糊控制系统的组成96

5.4.4 模糊控制规则99

5.4.5 模糊关系与合成101

5.4.6 模糊推理与模糊决策105

5.4.7 模糊控制算法的工程实现107

5.4.8 全自动洗衣机的模糊控制108

习题5113

第6章 物联网控制系统执行装置115

6.1 接触器115

6.1.1 接触器的用途及分类115

6.1.2 接触器的结构及工作原理115

6.1.3 接触器的技术参数116

6.1.4 接触器的选择117

6.2 继电器118

6.2.1 继电器概述118

6.2.2 中间继电器118

6.2.3 热继电器119

6.2.4 时间继电器120

6.2.5 固态继电器121

6.3 交流电动机122

6.3.1 三相异步电动机的基本结构122

6.3.2 异步电动机的铭牌数据124

6.4 直流电动机126

6.4.1 直流电动机的工作原理126

6.4.2 直流电动机的基本结构127

6.4.3 直流电动机的铭牌数据及主要系列128

6.4.4 直流电动机的一般调速方法129

6.5 变频器131

6.5.1 变频器概述131

6.5.2 变频器的分类131

6.5.3 变频器的组成133

6.5.4 变频器的主要技术参数135

6.5.5 变频器的主要功能136

6.5.6 变频器的操作方式137

6.5.7 变频器调速系统138

6.6 控制电机139

6.6.1 控制电机概述139

6.6.2 直流伺服电动机139

6.6.3 交流伺服电动机142

6.6.4 步进电动机143

6.6.5 直线电动机145

6.6.6 直线步进电动机147

习题6149

第7章 计算机控制系统的可靠性设计150

7.1 计算机控制系统可靠性设计的概念150

7.1.1 计算机控制系统故障分析151

7.1.2 表征系统可靠性的特征量151

7.2 提高系统硬件可靠性措施152

7.2.1 提高单机系统可靠性的方法152

7.2.2 容错技术152

7.3 提高软件可靠性措施153

7.3.1 软件设计的避错技术154

7.3.2 软件的容错技术155

7.3.3 软件测试156

7.4 计算机控制系统的抗干扰技术157

7.4.1 干扰源157

7.4.2 抗干扰措施158

7.4.3 干扰滤波技术163

习题7166

第8章 典型物联网控制系统设计167

8.1 计算机控制系统设计一般方法167

8.1.1 计算机控制系统设计原则167

8.1.2 计算机控制系统的设计步骤168

8.1.3 计算机控制系统的调试170

8.1.4 物联网控制系统设计原则172

8.2 自动挡车器设计173

8.2.1 自动挡车器的组成173

8.2.2 自动挡车器的类型175

8.2.3 自动挡车器的设计176

8.2.4 停车场智能管理系统设计178

8.2.5 自动挡车器的安装与应用179

8.2.6 自动挡车器的特点和应用范围179

8.3 门禁系统设计180

8.3.1 门禁系统硬件架构设计180

8.3.2 门禁系统硬件选型182

8.3.3 门禁系统嵌入式软件设计183

习题8184

参考文献185