前言
为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量若干意见》的精神，进一步促进普通本科课程向应用型本科课程的转变，建立适合应用型人才的培养模式，推动专业设置、课程内容、教学方式的改革，推进高等教育内涵发展，提高教学水平。作者结合社会科技发展方向，以及多年教学经验编著此书，以满足高等学校对工科类专业人才培养、教学改革与课程改革的需求。


计算机控制技术是信息时代推动自动化的重要动力，信息技术又促进了计算机控制技术的深入发展。进入21世纪以来，计算机控制技术越来越成熟，应用也越来越广泛，目前正朝着微型化、智能化、网络化和规范化方向发展。


微型化嵌入式计算机已渗透到控制前端和底层，如各种传感器、执行器、过程通道、交互设备、通信设备等。特别是随着微电子机械系统(microelector mechanical system，MEMS)等技术的发展，器件的低成本、低功耗、高精度、微体积的特性越发显著，使控制技术可深入传统的机电技术难以进入的领域。


智能化控制器具有自适应、自学习、自诊断和自修复功能，控制质量进一步提高。特别是随着高性价比微控制器（MCU）的飞速发展，各种“智能产品”“智能制造”层出不穷，而微控制器及其算法是智能化控制的“灵魂”。


网络化使得控制系统的结构重心由信息加工单元转向系统的信息传输。随着
规模的不断扩大，控制系统不仅能对整个工厂的生产过程控制，而且使跨地域的大规模控制得以实现。以互联网所代表的新一代信息技术与控制技术的深度融合推动了“互联网
+”时代的来临和发展。


规范化要求控制系统的硬件和软件要有统一的标准，强调设备的互换性、系统的互连性，使控制系统的集成更为灵活。
各种规模的可编程逻辑控制器（PLC）、开放的组态软件、集成开发环境和资源库、通信协议、图形化人机接口为构建不同架构的控制系统带来了方便，极大地提高了系统的开发效率，降低了系统的维护成本。


为了适应计算机控制技术的发展，秉承系统性、新颖性、应用性和适用性的原则，全书共设置基础篇、技术篇和应用篇三篇，分别介绍计算机控制系统相关的基本理论、主要技术和工程应用。


基础篇介绍了计算机控制系统的理论基础（包括控制系统的数学模型、连续系统的分析和设计、离散系统的
描述方法）及数字控制器的设计与实现。其中着重介绍了数字控制器的近似设计法和解析设计法——离散化方法和最少拍随动系统的设计以及工业上最常用的数字PID控制算法和参数整定方法。


技术篇是本书的重点内容，主要介绍了各种计算机控制技术，包括控制系统中的工业控制计算机及其接口技术、过程通道技术、可靠性与抗干扰技术、控制系统中的软件技术——组态软件以及集成了计算机控制系统许多关键技术的集散控制系统。


应用篇介绍了计算机控制技术应用的具体模式和实例，包括计算机控制系统的多种解决方案及案例分析
、计算机控制技术在简单过程控制中的应用，并结合国内自动控制领域的著名企业——浙江中控的典型产品和项目，介绍计算机控制技术在流程工业自动化中的应用实例。


本书结合教学实践，介绍控制系统组态软件及应用方法，有效提升学生学科认知，实现实践认知循环，力图贴近工程应用，拉近教学课堂与实践应用的距离，彰显“学以致用”。


信息时代知识获取的途径越来越多，知识的表现形式也越来越丰富，为方便学生自主学习，提高学习效率，加快高等教育数字化教学转型，我们将本书制作成新形态教材，建设丰富的线上教育和教学资源，包括教学大纲、微课视频、教学课件、习题解答等资源，读者可通过扫描
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查看，“即扫即看”，便于读者快速了解相关重点知识和典型案例。



本书由卢亚平、丁建强和任晓编著，卢亚平负责全书统稿，并编写第7～11章； 丁建强编写第1～6章； 任晓老师参与了全书的修订和核对工作。另外，浙江中控（SUPCON）提供了珍贵的应用案例和技术指导。

编写过程中，还参考了大量同类书籍、文献资料及工业自动化产品的技术手册，受益匪浅，在此衷心感谢所有对本书出版给予帮助和支持的老师和朋友。

由于编者水平有限，书中难免有疏漏之处，恳请广大读者批评指正。



编者
2023年10月