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付艳清 著

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• 实践

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 北京邮电大学出版社

ISBN：9787563524259

商品编码：29762043507

包装：平装

出版时间：2010-09-01

基本信息

书名:自动化专业实验教程

：42.00元

售价：28.6元,便宜13.4元,折扣68

作者:付艳清

出版社：北京邮电大学出版社

出版日期：2010-09-01

ISBN：9787563524259

字数：

页码：391

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.726kg

编辑推荐

内容提要

《自动化专业实验教程》是根据自动化专业、电气工程及其自动化专业加强实践性教学、提高学生动手能力的需要编写的，涵盖了自动化专业14门专业基础课及专业课实验，选取的实验题目贴近工程实际，也符合培养21世纪应用型人才的需求。
《自动化专业实验教程》共分14章，包括信号与系统、自动控制原理、电力电子技术、电机及拖动基础、光电检测技术、微机原理与接口技术、检测与转换技术、单片机原理及接口技术、可编程序控制器、计算机控制系统、DSP原理与应用、计算机网络技术、电力拖动自动控制系统、过程控制系统等内容。
《自动化专业实验教程》主要作为工科高等院校自动化、电气工程及其自动化、机械制造及其自动化等专业的实验教材，同时也可供从事自动化专业工作的工程技术人员学习参考。

目录

作者介绍

文摘

3.中断响应过程
外设事件要引起CPU中断，必须保证：外设事件的中断使能为被使能，CPU内核级的6个可屏蔽中断中，相应中断也被使能。在外设事件发生时，首先将其在外设中断控制器中的标志位置1，从而引起CPU内核的INT1～INT6中的一个产生中断。中断服务过程中，其他可屏蔽中断将会自动被屏蔽，直到中断返回。
在软件中，当设置好相应中断标志后，开中断，进入等待中断发生的状态；外设（如定时器）中断发生时，首先跳转到相应中断高级的服务程序中（如定时器1会引起INT2中断），在相应GISR子程序中，取出PIVR的值，根据其值再转向相应的SISR；SISR程序在进行服务操作之后，应将本外设的中断标志位清除以便能继续中断，然后返回。
4.中断程序设计
程序中应包含两个中断向量表，LF2407A默认向量表从程序区0地址开始存放。个向量表包含GISR服务程序入口，第二个向量表可存储在程序区其他位置供GISR程序调用。
向量表中每项为两个字，存放一个跳转指令，跳转指令中的地址为相应服务程序人口地址；个向量表的首项为复位向量，即CPU复位操作完成后自动进入执行的程序入口。
程序中包含相应GISR服务程序和SISR服务程序，将其入口地址加入相应中断向量表中。GISR服务程序进入后，首先取得PIVR的值，据此计算应调用哪一个外设中断向量。SISR服务程序在服务操作完成后，清除相应中断标志，返回，完成一次中断服务。
5.实验程序分析
本实验设计的程序是在实验五基础上修改得来，由于实验五控制指示灯闪烁的延时控制是用循环计算方法得到的，延时不也不均匀，采用中断方式可以实现指示灯的定时闪烁，时间更加准确。对于定时器的周期寄存器为计数40000次产生1个中断，由于DSP工作在40MHz主频，正好是1ms中断一次，所以在中断服务程序中计算中断500次时改变指示灯状态，实现指示灯亮0.5s再灭0.5s，即每秒闪烁1次。

序言

章 信号与系统
实验一 典型电信号的观察及测试
实验二 一阶电路响应的研究
实验三 二阶电路的瞬态响应
实验四 基本运算单元
实验五 用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成
实验六 无源和有源滤波器
实验七 系统时域响应的模拟解
实验八 二阶网络状态轨迹的显示
实验九 采样定理
附录 TKSS－A型信号与系统实验箱使用说明

第二章 自动控制原理实验
实验一 典型环节的电路模拟
实验二 二阶系统的瞬态响应
实验三 高阶系统的瞬态响应和稳定性分析
实验四 线性定常系统的稳态误差
实验五 典型环节和系统频率特性的测量
实验六 线性定常系统的串联校正

第三章 电力电子技术实验
实验一 单结晶体管触发电路实验
实验二 锯齿波同步移相触发电路实验
实验三 单相半波可控整流电路实验
实验四 单相桥式半控整流电路实验
实验五 单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
实验六 三相半波可控整流电路实验
实验七 三相半波有源逆变电路实验
实验八 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
实验九 单相交流调压电路实验
实验十 直流斩波电路原理实验
实验十一 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验

第四章 电机及拖动基础
实验一 认识实验
实验二 直流发电机
实验三 直流并励电动机
实验四 直流串励电动机
实验五 单相变压器
实验六 三相变压器
实验七 单相变压器的并联运行
实验八 三相变压器的并联运行
实验九 三相笼型异步电动机的工作特性
实验十 三相异步电动机的起动与调速
实验十一 直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性
实验十二 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性

第五章 光电检测技术
实验一 光敏电阻特性实验
实验二 光敏二极管特性实验
实验三 热释电红外报警实验
实验四 光电密码锁实验

第六章 微型计算机原理与接口技术
实验一 WAVE使用入门
实验二 循环程序设计
实验三 8088实验系统基础知识
实验四 开关状态显示实验
实验五 双色灯实验
实验六 定时器／计数器实验
实验七 D／A转换实验
实验八 A／D转换实验
实验九 步进电动机驱动实验

第七章 检测与转换技术实验
实验一 金属箔式应变片特性及应用
实验二 差动变压器的原理与应用
实验三 差动变面积式电容传感器的静态及动态特性
实验四 霍尔式传感器的特性及应用

第八章 单片机原理及接口技术
软件实验一 存储器块清零
软件实验二 二进制到BCD转换
软件实验三 内存块移动
软件实验四 程序跳转表
硬件实验一 P1口输入、输出实验
硬件实验二 外部中断实验
硬件实验三 定时器实验
硬件实验四 单片机串行口通信实验

第九章 PLC控制模拟及应用实验
实验一 基本指令的编程练习
实验二 四节传送带的模拟
实验三 自动配料系统的模拟
实验四 十字路口交通灯控制的模拟
实验五 装配流水线控制的模拟
实验六 水塔水位控制的模拟
实验七 天塔之光
实验八 液体混合装置控制的模拟
实验九 五相步进电动机控制的模拟
实验十 LED数码显示控制
实验十一 喷泉的模拟控制
实验十二 3层电梯控制系统的模拟
实验十三 5层电梯控制系统的模拟
实验十四 运料小车控制模拟
附录 THPLC-D网络型可编程控制器及电气控制实验装置使用说明

第十章 计算机控制系统实验
实验一 A／D与D／A转换
实验二 数字滤波器
实验三 数字PID调节器算法
实验四 少拍控制算法
实验五 具有纯滞后系统的达林控制
实验六 步进电机转速控制系统
实验七 单闭环温度恒值控制系统
实验八 单容水箱液位定值控制系统

第十一章 DSP原理与应用
实验知识一 ICETEK DSP教学实验箱简介
实验知识二 ICETEK DSP教学实验箱硬件接口和编程说明
实验一 Code Composer入门实验
实验二 编制链接控制文件
实验三 数据存取实验
实验四 定点数除法实验
实验五 I／O端口实验
实验六 定时器实验
实验七 模数转换实验
实验八 数模转换实验
实验九 PWM实验
实验十 外设控制实验——发光二极管阵列显示实验

第十二章 计算机网络技术
实验一 局域网组建及网线制作
实验二 web服务器的配置与管理
实验三 FTP服务器的配置及Flash FXP的使用
实验四 网络系统测试工具的功能与应用

第十三章 电力拖动自动控制系统
实验一 晶闸管直流调速系统的参数和环节特性的测定实验
实验二 晶闸管直流诃速系统主要单元的调试
实验三 单闭环不可逆直流调速系统实验
实验四 双闭环不可逆直流调速系统实验
实验五 逻辑无环流可逆直流调速系统实验
实验六 双闭环三相异步电机调压调速系统实验
实验七 双闭环三相异步电动机串级调速系统实验

第十四章 过程控制系统
实验一 实验装置的基本操作与仪表调试
实验二 单容水箱对象特性的测试
实验三 双容水箱对象特性的测试
实验四 单容水箱液位PID控制系统
实验五 双容水箱液位PID控制系统
实验六 上、下水箱液位串级控制系统
实验七 计算机控制系统
实验八 PLC单／双容液位控制

《现代工程实践丛书：精细化工艺控制与智能制造》 图书简介 在日新月异的工业革命浪潮中，制造业的升级转型已成为全球关注的焦点。从大规模标准化生产到如今追求高效、柔性、高质量的精细化制造，再到未来迈向高度智能化、集成化的智能制造，技术革新正以前所未有的速度重塑着产业格局。本书《精细化工艺控制与智能制造》正是基于这一时代背景，深入探讨了现代工业生产中至关重要的精细化工艺控制技术，以及如何在此基础上构建和推进智能化制造体系。本书并非对某一具体学科的简要概览，而是旨在为读者构建一个系统、深入的知识框架，涵盖从基础原理到前沿应用的广阔领域，旨在培养具备扎实理论基础和卓越实践能力的现代工程师。 第一部分：精细化工艺控制的核心理论与方法 精细化工艺控制是实现高质量、高效率生产的基石。本部分将系统阐述这一领域的核心理论，并介绍一系列先进的控制方法。 过程系统辨识与建模： 任何有效的控制都建立在对被控对象的准确理解之上。本书将从数学模型的角度出发，介绍如何通过实验数据对复杂的工业过程进行系统辨识。内容将涵盖时域和频域辨识方法，包括ARX、ARMAX、OE、BJ模型等经典模型结构，以及模型阶数确定、参数估计的算法，例如最小二乘法及其变种（加权最小二乘、递推最小二乘）。此外，还将深入探讨非线性系统的辨识方法，如神经网络辨识、模糊辨识等，以及模型校验和选择的准则。学习者将掌握如何根据实际生产需求，建立具有代表性和预测能力的工艺模型，为后续的控制系统设计奠定坚实基础。 先进过程控制（APC）技术： 传统PID控制虽然广泛应用，但在面对多变量耦合、滞后大、非线性强的复杂过程时，其性能会受到限制。本部分将重点介绍多种先进过程控制策略。 模型预测控制（MPC）： MPC是实现精细化控制的关键技术之一。本书将详细介绍MPC的基本原理，包括滚动优化、预测模型、约束处理等。我们将从基础的线性MPC讲起，逐步深入到非线性MPC、多模型MPC、鲁棒MPC等高级主题。具体内容将涵盖模型预测控制的算法实现，如二次规划（QP）和非线性规划（NLP）求解器的应用，以及MPC在化工、电力、石油石化等行业的经典案例分析，展示其在提高产品质量、降低能耗、保障安全生产方面的显著优势。 自适应控制： 针对生产过程中参数时变或未知的挑战，自适应控制技术能够实时调整控制器参数以适应系统变化。本书将讲解基于模型的自适应控制，如梯度自适应、Lyapunov函数法等，以及无模型自适应控制（MFAC）的原理和实现。学生将理解如何设计能够自动跟踪系统动态变化的控制器，从而在不确定环境中保持最优控制性能。 模糊逻辑控制与神经网络控制： 借鉴人类专家的经验和模仿生物神经系统的学习能力，模糊逻辑控制和神经网络控制为解决复杂非线性系统提供了强大的工具。本书将系统介绍模糊逻辑系统的构建，包括模糊化、模糊推理和解模糊过程，以及基于规则的模糊控制器设计。同时，也将深入讲解人工神经网络的基本结构，如前馈神经网络、循环神经网络，并阐述其在函数逼近、模式识别等方面的应用，以及如何将其应用于控制器的设计，实现对复杂动态过程的智能控制。 状态估计与观测器设计： 对于一些难以直接测量的系统状态，状态估计技术能够通过可测量的量和系统模型来推断这些不可测量的状态。本书将详细介绍卡尔曼滤波（KF）及其各种变种，如扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF），以及它们在工业过程中的应用。此外，还将介绍Luenberger观测器、高增益观测器等经典观测器设计方法，以及它们在实际工程中的优缺点对比。 故障诊断与容错控制： 工业系统的安全稳定运行离不开有效的故障检测和处理。本部分将深入研究故障诊断的方法，包括基于模型的方法、基于数据的方法（如主元分析PCA、独立成分分析ICA）以及基于知识的方法。在此基础上，本书将进一步探讨容错控制技术，即在系统发生部分故障时，仍能保持一定的性能甚至安全运行的控制策略。将介绍静态容错控制和动态容错控制的设计方法，以及其在提高系统可靠性和鲁棒性方面的作用。 第二部分：智能制造的理论基础与技术支撑 智能制造是信息技术与先进制造技术的深度融合，旨在实现制造过程的智能化、数字化和网络化。本部分将深入探讨智能制造的核心理念和关键技术。 工业物联网（IIoT）与数据采集： 工业物联网是实现智能制造的神经系统。本书将详细介绍IIoT的体系架构，包括感知层、网络层、平台层和应用层。我们将深入探讨各种传感器技术（如温度、压力、流量、位移、视觉传感器等）的工作原理、选型原则和数据接口。同时，还将讲解工业以太网、OPC UA、MQTT等工业通信协议，以及如何构建高效可靠的数据采集系统，为海量工业数据的产生和传输奠定基础。 大数据分析与挖掘在制造领域的应用： 海量工业数据是智能制造的宝贵财富。本书将介绍大数据分析的基本方法和工具。内容将涵盖数据预处理（清洗、去噪、特征提取），统计分析方法，以及常用的数据挖掘技术，如聚类分析、关联规则挖掘、分类和回归算法（如决策树、支持向量机、随机森林）。我们将重点关注这些技术在提高生产效率、优化工艺参数、预测设备故障、改进产品质量等方面的具体应用案例。 人工智能（AI）在智能制造中的角色： 人工智能是驱动智能制造的核心引擎。本部分将深入探讨AI在制造领域的应用。 机器学习与深度学习： 将详细介绍监督学习、无监督学习、强化学习等机器学习范式。具体内容将包括神经网络的深度剖析，如卷积神经网络（CNN）在图像识别和质量检测中的应用，循环神经网络（RNN）和长短期记忆网络（LSTM）在序列数据分析（如设备状态预测）中的应用。此外，还将介绍Transformer等新型模型。 专家系统与知识图谱： 探讨如何构建基于知识的智能系统，实现对复杂制造问题的推理和决策。 自然语言处理（NLP）： 介绍NLP技术在理解生产文档、人机交互等方面的应用。 数字孪生（Digital Twin）技术： 数字孪生是连接物理世界与数字世界的桥梁。本书将深入讲解数字孪生的概念、构建方法和应用场景。我们将探讨如何通过物理模型、传感器数据、历史数据等构建高保真的数字孪生模型，以及如何利用数字孪生进行模拟仿真、预测分析、远程监控和优化控制。重点将放在数字孪生在产品生命周期管理、工艺优化、设备维护等方面的实际价值。 智能工厂与柔性制造系统： 将探讨如何整合上述技术，构建高度自动化、智能化、柔性的智能工厂。内容将涵盖生产调度优化、机器人协同作业、自动化物流系统、质量追溯系统等。重点介绍柔性制造系统（FMS）的设计理念和实现方法，以及如何通过模块化、标准化设计实现快速的产品切换和生产线重构。 网络安全与信息集成： 随着制造过程的数字化和网络化，网络安全变得至关重要。本书将讨论工业控制系统（ICS）的安全防护措施，包括防火墙、入侵检测系统、数据加密等。同时，还将强调不同信息系统（如ERP、MES、SCM）之间的集成与协同，实现企业级的信息流和业务流的优化。 第三部分：实践应用与案例分析 理论知识最终需要通过实践来检验和落地。本部分将通过丰富的实际案例，展示精细化工艺控制与智能制造技术在不同工业领域的应用。 典型工业过程的精细化控制案例： 将选取化工、冶金、电力、食品等行业的代表性生产过程，例如蒸馏塔控制、电炉温度控制、锅轮发电机调速控制、发酵过程控制等，详细分析如何应用APC技术（如MPC）实现性能的显著提升。案例将侧重于控制策略的设计、参数整定、实际运行效果的评估以及经验总结。 智能制造在不同行业的应用实践： 汽车制造： 探讨智能工厂如何实现柔性化生产、机器人自动化装配、质量在线检测与追溯。 电子产品制造： 分析如何利用机器视觉、大数据分析优化SMT贴片工艺、提高良品率。 航空航天： 介绍数字孪生技术在复杂零部件设计、制造过程仿真与优化中的应用。 离散制造业： 讨论如何通过IIoT和MES系统实现车间生产的可视化管理、设备状态监控与预测性维护。 技术集成与系统构建挑战： 结合实际工程项目，探讨在实施精细化工艺控制和智能制造过程中可能遇到的挑战，如数据集成困难、系统兼容性问题、人员技能培训、投资回报分析等，并提供解决思路和实践建议。 总结与展望 本书旨在为读者提供一个全面、深入的知识体系，帮助他们理解和掌握现代工业生产的核心技术。通过精细化工艺控制技术的应用，企业能够显著提升产品质量、降低生产成本、提高能源利用效率；而智能制造的推进，则能为企业带来更高的生产柔性、更快的市场响应速度以及更强的创新能力。未来，随着人工智能、5G、云计算等技术的不断发展，智能制造必将朝着更加自主化、协同化、绿色化的方向迈进，为全球制造业的转型升级注入新的活力。本书的编写，希望能为有志于投身这一变革领域的工程师、研究人员以及相关专业的学生，提供一份宝贵的参考资料和实践指南。

评分☆☆☆☆☆

翻阅全书，最让我感到振奋的是其对系统集成和故障诊断部分的深入探讨。很多教材往往只关注单个模块的实现，但这本书却着重强调了如何将不同的子系统，比如PLC、SCADA、机器人等无缝集成，并讨论了跨平台通信协议的兼容性挑战。书中对故障树分析（FTA）的应用讲解得非常到位，通过大量的实例，展示了如何系统性地追踪和隔离生产线上的偶发性问题，这在维护环节中是至关重要的能力。语言风格上，它采用了一种非常严谨但又充满鼓励性的口吻，没有使用过于晦涩的术语来故作高深，而是力求用最精确的工程语言来描述工程现象。阅读过程中，我仿佛正在参与一个设计评审会议，作者作为资深顾问，在指导我们如何规避潜在的设计缺陷。书中附带的光盘或在线资源中如果能提供配套的仿真文件，比如基于特定软件环境的虚拟调试案例，那就更具操作指导价值了。这本书的深度和广度兼顾得很好，它不仅仅是知识的堆砌，更像是一套精心设计的学习路径图，引导你从点状知识迈向系统的全局思维。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏感非常强，它似乎刻意将最困难的抽象概念安排在相对轻松的章节之后，以确保读者的心智在处理复杂信息时保持在一个平稳的状态。例如，在深入讲解模糊逻辑和神经网络在控制中的应用时，作者巧妙地穿插了对经典PID控制参数整定方法的复习和深入探讨，这种螺旋上升式的知识结构，极大地增强了学习的连贯性。它没有回避复杂性，反而拥抱了它，但同时又提供了清晰的阶梯供人攀登。阅读过程中，我特别注意到书中对系统安全性和可靠性设计冗余方案的论述，这在强调持续运行时间的现代工业中，是不可或缺的知识点。作者对冗余架构的优缺点评估非常客观，不会偏袒任何一种实现路径。这本书更像是一套完整的工程师培养手册，它不仅教你“如何做”（How-to），更教你“为什么这么做”（Why），并帮你建立起在面对新问题时应有的批判性工程思维。这本书的份量和内容密度，足以支撑一个专业人员在数年内作为案头参考的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计非常注重读者的学习效率，很多关键公式和核心概念都被单独提取出来，以醒目的色块或加粗字体突出显示，这对于快速回顾和记忆非常有帮助。尤其是在处理实时控制和时间同步问题时，书中对时钟漂移和中断延迟的分析细致入微，深入到了硬件寄存器操作的层面，这一点远超我预期的“基础教程”范畴。它成功地在理论深度与工程实用性之间找到了一个精妙的平衡点。对于一些涉及工业网络协议（如EtherNet/IP或Profinet）的介绍，作者没有简单地罗列标准，而是结合了实际抓包分析的案例，展示了数据帧的结构和解析过程，这对于想深入理解底层通信机制的读者来说，是极其宝贵的资料。美中不足的一点是，在介绍特定品牌设备编程接口时，篇幅略显不足，如果能提供更具通用性的编程范式指导，而非局限于少数几个商业软件，本书的普适性会更强一些。然而，即便如此，它提供的底层逻辑和分析方法论，是完全可以迁移到任何特定平台上的。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本厚厚的书册，首先映入眼帘的是它那朴实无华的封面设计，没有太多花哨的图样，仿佛在宣告它内容的实在与严谨。初翻开目录，里面的章节标题便直指核心，从基础的电路理论到复杂的系统集成，涵盖了非常广泛的技术领域。我注意到其中对于特定控制算法的讲解非常细致，从数学模型的建立到仿真验证，每一步都解释得清晰明了，这一点对于初学者来说无疑是一大福音。书中配有大量的图示和流程图，它们将原本抽象的概念具象化，极大地降低了理解的门槛。特别是关于数据采集和信号处理的部分，作者似乎花费了大量篇幅去剖析实际工程中可能遇到的噪声和干扰问题，并给出了切实可行的滤波方案，这显示出编著者深厚的实践经验，而非仅仅停留在理论的层面。这本书似乎更像是一位经验丰富的老工程师，在一步步引导我们走过从理论到实践的每一个关键节点。它对不同传感器的选型标准和应用场景的对比分析，也让读者在面对实际项目需求时，能迅速做出明智的决策。总的来说，这本书的结构非常完整，逻辑性极强，是一部值得反复研读的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节编排有一种很强烈的“实战导向”的风格，几乎每一章的结尾都伴随着一个小型或中型的项目案例分析。我特别欣赏作者在讲解复杂逻辑控制时所采用的类比手法，他们巧妙地将硬件的并行处理能力与软件的顺序执行特性结合起来阐述，使得多任务调度不再是令人望而生畏的难题。其中关于人机交互界面（HMI）设计的那一节，内容显得尤为新潮，不仅讨论了传统触摸屏的应用，还涉及到了基于网络的远程监控方案，这明显是紧跟当前工业4.0的趋势。纸张的质感和印刷的清晰度也值得称赞，长时间阅读下来眼睛不太容易疲劳，这对于需要经常对照代码和电路图的读者来说非常重要。不过，我个人觉得在介绍某些前沿的嵌入式操作系统时，如果能再增加一些实际的裸机编程技巧和移植过程的细节，那就更为完美了，毕竟“教程”的价值很大程度上体现在那些不常被公开讨论的“坑点”处理上。总体而言，它提供了一个非常坚实的框架，能够帮助读者快速构建起对自动化系统全貌的认知，并且能有效衔接到实际的工程实践中去。