第4版前言

本书是在普通高等教育“十一五”国家级规划教材《计算机控制系统》第3版的基础上增修而成。鉴于机械工业出版社对第3版的教学资源投入了大量的人力和物力，在第4版教材中，为了保持第3版的教学延续性，基本上采用了原来的编写架构。但在“新工科”的背景下，计算机控制系统的课程教学体系、教学内容、所讲技术又迫切需要改革、更新。同时，计算机控制的应用领域或行业不再仅仅是流程工业中的温度、压力、液位等过程控制，现在非常热门的领域或行业，如工业机器人、智能制造等，均需要计算机控制技术的支持。因此，迫切需要编写符合时代要求的计算机控制技术教材。

目前，该课程一般只有32～40学时，在有限的学时内，既要讲述计算机控制的传统知识，又要增加新的知识点。只有这样，才能够更好地体现课程的价值，激发学生的学习热情和兴趣，达到学以致用的目的。

第4版教材的主要增修内容如下。

1）保留该课程传统的主要教学内容，但内容更精练，利于和传统教学模式衔接，方便教师教学，循序渐进。

2）不再讲述或少讲述《单片机原理》等课程的教学内容，除非是为了体系的需要。

3）对第1章“绪论”重新进行了编写，增加了如综合自动化系统实现、万物互联、边缘计算、数字孪生等计算机控制系统采用的新技术的介绍。

4）第2章的内容主要讲述计算机控制系统的总线技术，删除了第3版中的译码电路设计、I/O接口电路的扩展技术和MODBUS通信协议。

5）第3章的内容主要讲述人机接口技术，删除了比较难以理解的旋转编码器接口设计。

6）第4章的内容修改比较大，保留了过程输入/输出通道的核心内容，删除了8位A-D转换器及其接口技术、8位D-A转换器及其接口技术等内容，对传感器只做了简单介绍。

7）增加了“工业机器人与智能系统”一章，删除了第3版的第5章“数字控制技术”。

8）第6章增加了被控对象的数学模型、LabVIEW虚拟仪器开发平台、PID算法的MATLAB仿真、万能试验机控制系统的仿真与快速电压电流转换电路等内容，删除了“模型预测控制”一节。

9）对第7章重新进行了编写，增加了数据处理、工业控制组态软件、软件工程等内容，删除了比较烦琐的组态软件驱动程序设计、组态软件可视化环境设计、数字滤波器的算法与程序设计。

10）重新编写了第8章“现场总线与工业以太网控制网络技术”，讲述了最新的现场总线与工业以太网技术，增加了CAN FD现场总线、工业互联网技术等。

11）重新编写了第9章，除了讲述计算机控制系统的抗干扰设计，还增加了“计算机控制系统的信息安全”一节。

12）重新编写了第10章，以一个DCS控制系统的详细设计作为实例，讲述了计算机控制系统的设计过程，删除了“工业锅炉计算机控制系统的设计”一节。

本书理论联系实际，突出工程应用，全面系统地介绍了计算机控制系统的各个重要组成部分，是在作者30多年教学与科研实践经验的基础上，吸收了国内外计算机控制系统设计中所用的最新技术编写而成的。

本书是编者教学和科研实践的总结，书中实例取自作者近几年的计算机控制系统的科研攻关课题。对本书中所引用的参考文献的作者，在此一并向他们表示真诚的感谢。由于编者水平有限，加上时间仓促，书中错误和不妥之处在所难免，敬请广大读者不吝指正。

编者于泉城