第4版前言

本書是在普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《計算機控制系統》第3版的基礎上增修而成。鑒于機械工業出版社對第3版的教學資源投入了大量的人力和物力，在第4版教材中，為了保持第3版的教學延續性，基本上采用了原來的編寫架構。但在“新工科”的背景下，計算機控制系統的課程教學體系、教學內容、所講技術又迫切需要改革、更新。同時，計算機控制的應用領域或行業不再僅僅是流程工業中的溫度、壓力、液位等過程控制，現在非常熱門的領域或行業，如工業機器人、智能制造等，均需要計算機控制技術的支持。因此，迫切需要編寫符合時代要求的計算機控制技術教材。

目前，該課程一般只有32～40學時，在有限的學時內，既要講述計算機控制的傳統知識，又要增加新的知識點。只有這樣，才能夠更好地體現課程的價值，激發學生的學習熱情和興趣，達到學以致用的目的。

第4版教材的主要增修內容如下。

1）保留該課程傳統的主要教學內容，但內容更精練，利于和傳統教學模式銜接，方便教師教學，循序漸進。

2）不再講述或少講述《單片機原理》等課程的教學內容，除非是為了體系的需要。

3）對第1章“緒論”重新進行了編寫，增加了如綜合自動化系統實現、萬物互聯、邊緣計算、數字孿生等計算機控制系統采用的新技術的介紹。

4）第2章的內容主要講述計算機控制系統的總線技術，刪除了第3版中的譯碼電路設計、I/O接口電路的擴展技術和MODBUS通信協議。

5）第3章的內容主要講述人機接口技術，刪除了比較難以理解的旋轉編碼器接口設計。

6）第4章的內容修改比較大，保留了過程輸入/輸出通道的核心內容，刪除了8位A-D轉換器及其接口技術、8位D-A轉換器及其接口技術等內容，對傳感器只做了簡單介紹。

7）增加了“工業機器人與智能系統”一章，刪除了第3版的第5章“數字控制技術”。

8）第6章增加了被控對象的數學模型、LabVIEW虛擬儀器開發平臺、PID算法的MATLAB仿真、萬能試驗機控制系統的仿真與快速電壓電流轉換電路等內容，刪除了“模型預測控制”一節。

9）對第7章重新進行了編寫，增加了數據處理、工業控制組態軟件、軟件工程等內容，刪除了比較煩瑣的組態軟件驅動程序設計、組態軟件可視化環境設計、數字濾波器的算法與程序設計。

10）重新編寫了第8章“現場總線與工業以太網控制網絡技術”，講述了最新的現場總線與工業以太網技術，增加了CAN FD現場總線、工業互聯網技術等。

11）重新編寫了第9章，除了講述計算機控制系統的抗干擾設計，還增加了“計算機控制系統的信息安全”一節。

12）重新編寫了第10章，以一個DCS控制系統的詳細設計作為實例，講述了計算機控制系統的設計過程，刪除了“工業鍋爐計算機控制系統的設計”一節。

本書理論聯系實際，突出工程應用，全面系統地介紹了計算機控制系統的各個重要組成部分，是在作者30多年教學與科研實踐經驗的基礎上，吸收了國內外計算機控制系統設計中所用的最新技術編寫而成的。

本書是編者教學和科研實踐的總結，書中實例取自作者近幾年的計算機控制系統的科研攻關課題。對本書中所引用的參考文獻的作者，在此一并向他們表示真誠的感謝。由于編者水平有限，加上時間倉促，書中錯誤和不妥之處在所難免，敬請廣大讀者不吝指正。

編者于泉城