材料製造數位化控制基礎（簡體書）

《材料制造數字化控制基礎》內容涉及數字邏輯基礎，通用微處理器和嵌入式微處理器，工控機技術，PLC控制技術，信號的數字化采集、處理和傳輸技術，現場總線，網絡技術，自動控制理論基礎，數字化控制方法，材料科學基礎和材料加工原理等。其中，數字邏輯基礎、微處理器作為數字化技術的基礎知識作簡要介紹，工控機技術和PLC控制技術作為目前工業界廣泛使用的通用技術是數字化控制的具體形式，也分別作簡要介紹。
在此基礎上，《材料制造數字化控制基礎》以材料加工和制造過程中信號的數字化采集、處理、傳輸與控制為主線，系統介紹相關技術知識，并通過列舉材料加工和制造領域中基于數字化控制技術的一系列應用范例，深化對數字化控制技術的認識。

第1章 緒論
1.1 數字化的概念
1.1.1 何謂數字化
1.1.2 數字化的意義
1.1.3 數字化的特點
1.2 數字化制造的基本內容
1.2.1 何謂數字化制造技術
1.2.2 數字化制造的發展過程
1.2.3 數字化制造的基本內容
1.2.4 材料制造中的數字化技術
1.3 數字化在現代制造業中的地位
1.3.1 制造業與制造技術
1.3.2 制造業與信息技術
1.3.3 數字化制造的3個層面
1.3.4 數字化制造的發展趨勢
1.4 數字化控制系統
1.4.1 CNC數控系統
1.4.2 PLC控制系統
1.4.3 工控機組態控制系統
1.4.4 嵌入式控制系統
1.4.5 分布式控制系統
1.4.6 現場總線控制系統

第2章 數字化技術基礎
2.1 數字邏輯基礎
2.1.1 數制、轉換與編碼
2.1.2 二進制的算術運算
2.1.3 二進制的邏輯運算
2.1.4 邏輯門電路
2.1.5 加法器電路
2.1.6 其他邏輯電路
2.2 微處理器
2.2.1 什么是微處理器
2.2.2 微處理器的基本結構
2.2.3 微處理器的分類
2.2.4 通用高性能微處理器
2.2.5 嵌入式處理器
2.2.6 微處理器的發展趨勢

第3章 工控機控制技術
3.1 工業控制計算機概述
3.1.1 工控機的概念
3.1.2 工控機的特點
3.1.3 工控機及系統組成
3.1.4 工控機主要類型
3.1.5 工控機主要品牌
3.2 工控機I／O板卡基礎
3.2.1 數據采集與控制卡的基本任務
3.2.2 輸入輸出信號的種類與接線方式
3.2.3 板卡選擇參數與接口模板名詞解釋
3.3 工控機的編程與組態
3.3.1 數據采集控制卡編程基本知識
3.3.2 數據采集控制卡硬件I／O控制原理
3.3.3 采集卡驅動程序及編程使用說明
3.3.4 工控機組態控制基本知識
3.4 工控機數據采集控制系統
3.4.1 數據采集控制系統的組成與功能
3.4.2 關于信號調理
3.4.3 研華PCL724數字量輸入／輸出板卡
3.4.4 研華ISA總線PCL818L多功能卡
3.4.5 遠程數據采集和控制模塊ADAM4000
3.5 工控機的應用和發展

第4章 PLC控制技術
4.1 PLC概述
4.1.1 PLC的產生
4.1.2 PLC的定義
4.1.3 PLC的特點
4.2 PLC組成及工作原理
4.2.1 PLC的基本組成
4.2.2 PLC的工作原理
4.3 PLC編程技術
4.3.1 PLC編程語言
4.3.2 PLC編程基礎
4.3.3 PLC基本電路編程
4.3.4 梯形圖編程規則
4.4 PLC控制系統
4.4.1 PLC控制系統設計
4.4.2 PLC控制系統與繼電器控制系統的比較
4.4.3 PLC控制系統與IPC控制系統的比較
4.5 PLC主要產品介紹
4.5.1 PLC主流產品
4.5.2 西門子PLC簡介
4.6 PLC現狀和發展趨勢

第5章 信號的數字化采集
5.1 信號概述
5.1.1 什么是信號
5.1.2 信號的分類
5.1.3 信號的特性
5.1.4 材料制造過程中的信號
5.2 信號的傳感
5.2.1 什么是傳感技術
5.2.2 傳感器的定義
5.2.3 傳感器的分類
5.2.4 傳感器的特性
5.3 信號的采集
5.3.1 采樣過程
5.3.2 采樣定理
5.4 數字化數據采集系統
5.4.1 數據采集系統的定義
5.4.2 數據采集系統的功能
5.4.3 數據采集系統的結構
5.5 數據采集系統舉例
5.5.1 基于單片機的數據采集系統
5.5.2 基于LabVIEW的數據采集系統
5.5.3 焊接數據采集系統典型案例

第6章 數字化信號的處理
6.1 數字信號基本概念
6.2 數字信號處理的特點
6.2.1 數字信號處理的優點
6.2.2 數字信號處理的缺點
6.3 數字信號處理基本方法
6.3.1 數字濾波（DigitalFilter）
6.3.2 常用的數字濾波算法
6.3.3 數字濾波器
6.3.4 數據處理
6.3.5 運算控制
6.3.6 數字信號處理的實現方法
6.4 數字化信號的輸出
6.4.1 數字量輸出
6.4.2 模擬量輸出

第7章 數字化信號的傳輸
7.1 數據通信概述
7.1.1 數據通信系統
7.1.2 通信系統的分類
7.1.3 模擬通信與數字通信
7.1.4 傳輸介質
7.1.5 通信方式
7.1.6 主要通信技術指標
7.2 數字化信息傳輸技術
7.2.1 數據編碼技術
7.2.2 數據調制技術
7.2.3 同步控制技術
7.2.4 多路復用技術
7.2.5 差錯控制技術
7.2.6 信息加密技術
7.3 基于現場總線的信息傳輸技術
7.3.1 現場總線概述
7.3.2 幾種典型的現場總線
7.4 基于網絡的信息傳輸技術
7.4.1 工業以太網概述
7.4.2 幾種典型的工業以太網簡介
7.4.3 無線網絡簡介

第8章 自動控制理論基礎
8.1 引言
8.2 基本概念和原理
8.2.1 自動控制基本概念
8.2.2 控制系統基本方式
8.2.3 控制系統的分類
8.3 控制模型和傳遞函數
8.3.1 拉普拉斯變換
8.3.2 拉普拉斯反變換
8.3.3 控制系統的數學模型
8.3.4 傳遞函數
8.3.5 典型環節及其傳遞函數
8.3.6 系統動態結構圖
8.4 自動控制系統性能
8.4.1 自動控制系統的基本要求
8.4.2 控制系統時域性能指標
8.4.3 勞斯穩定性判據

第9章 數字化控制方法
9.1 PID控制方法
9.1.1 基本理論
9.1.2 比例（P）控制
9.1.3 比例微分（PD）控制
9.1.4 積分（I）控制
9.1.5 比例積分（PI）控制
9.1.6 比例積分微分（PID）控制
9.1.7 PID參數整定
9.2 其他自動控制方法
9.2.1 串級控制
9.2.2 自適應控制
9.2.3 變結構控制
9.2.4 模糊控制
9.2.5 神經網絡控制
9.3 材料制造過程控制方法舉例
9.3.1 爐溫的PID控制
9.3.2 弧焊過程的熔深控制

第10章 材料制造數字化系統集成范例
10.1 熱處理爐溫度控制系統
10.1.1 系統組成
10.1.2 溫度測量
10.1.3 溫度控制
10.1.4 數字化嵌入式爐溫控制器
10.2 反重力鑄造液態成形控制系統
10.2.1 反重力鑄造原理
10.2.2 控制原理
10.2.3 系統組成
10.2.4 控制算法
10.3 激光熔覆增材制造系統
10.3.1 激光熔覆技術
10.3.2 激光熔覆特點
10.3.3 激光熔覆系統
10.3.4 激光熔覆應用
10.4 機器人材料加工系統
10.4.1 機器人基礎知識
10.4.2 帶視覺跟蹤的機器人工作站
10.5 基于機器視覺的焊縫質量檢測系統
10.5.1 焊縫質量檢測系統組成
10.5.2 機器視覺圖像處理流程
10.5.3 系統實際檢測情況

附錄1 附圖索引
附錄2 附表索引

參考文獻