计算机算法与程序设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:朱青

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2009-10

价格:27.00元

装帧:

isbn号码:9787302202677

丛书系列:

图书标签:

• 算法
• 清华出版社
• 算法
• 数据结构
• 程序设计
• 计算机科学
• 编程
• C++
• Python
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• 学习
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好的，以下是一本不同于《计算机算法与程序设计》的图书简介，内容详尽，旨在避免与原书内容重叠，并力求自然流畅： --- 书名：《现代工业控制系统：原理、架构与实践》 作者：张伟、李明 出版社：工程技术出版社 定价：128.00 元 导言：工业 4.0 时代的基石 在当今以数字化和智能化为核心的工业 4.0 时代，高效、可靠和灵活的控制系统是智能制造和自动化生产的神经中枢。本书《现代工业控制系统：原理、架构与实践》并非侧重于计算机算法的理论推导或编程技巧，而是专注于为工程师、系统集成商和技术管理者提供一个全面、深入且高度实用的工业控制系统（ICS）知识体系。 本书旨在填补传统自动化理论教材与前沿工业实践之间的鸿沟。它系统地阐述了现代工业控制系统的核心组成、运行机制、通信标准、安全防护以及未来发展趋势，强调理论与实际工程应用的紧密结合。相较于传统的算法导向书籍，本书将焦点置于系统工程、实时性保障、网络集成以及工业信息安全这四大支柱之上。 第一部分：工业控制系统的基础理论与组件（Structure and Fundamentals） 本部分为构建对现代控制系统整体认知的基石。 第一章：控制系统的演进与分类 详细回顾了从继电器逻辑、PLC（可编程逻辑控制器）到 DCS（集散控制系统）和 APC（先进过程控制）的百年发展历程。重点分析了不同类型控制系统（如批处理控制、连续过程控制、运动控制）的应用场景差异，并引入了面向对象的控制（OOC）概念，探讨其在模块化编程中的优势。 第二章：核心硬件平台解析 深入剖析现代工业控制器的硬件架构，包括 CPU 模块的实时操作系统（RTOS）特性、I/O 模块的信号处理（如高精度模数转换、抗干扰设计）以及冗余配置的实现机制。本章将详细对比西门子 S7-1500、罗克韦尔 ControlLogix 和国产主流控制器在硬件设计哲学上的异同，并讲解现场总线的物理层标准（如 RS-485, CAN）。 第三章：传感器与执行器的接口技术 本章聚焦于“物理世界”与“数字世界”的桥梁。详细介绍了 4-20mA 标准模拟信号的噪声抑制、HART 协议的叠加应用，以及新型数字传感器的集成方法。在执行器方面，重点探讨了变频驱动器（VFD）的高级控制模式（如磁场定向控制 FOC）及其与控制器的通信接口。 第二部分：控制策略与软件实现（Strategy and Implementation） 此部分脱离了基础算法推演，转向在特定工业环境下如何设计和部署有效的控制逻辑。 第四章：经典 PID 控制的工程优化 虽然 PID 是基础，但本章关注的是工程实践中的 PID 调校。内容涵盖：Ziegler-Nichols 法、模型匹配法等多种参数整定方法，并详细介绍了如何处理复杂过程中的死区、饱和、积分饱和等非线性问题。特别讨论了先进 PID 结构（如串级控制、前馈补偿）在实际化工、电力系统中的应用案例。 第五章：分布式控制系统（DCS）的架构设计 DCS 是大型流程工业的核心。本章深入讲解了 DCS 的三层架构（控制层、监视层、操作层）的层次划分，以及数据流和控制流的管理。重点分析了 DCS 中间件的选型、系统冗余（处理器、网络、电源）的配置策略，以及如何确保关键生产流程的“热切换”能力。 第六章：SCADA 系统与人机界面（HMI）的设计规范 讲解 SCADA（数据采集与监视控制系统）作为上层监控系统的角色。内容包括 SCADA 数据库的构建、历史数据的高效存储（时间序列数据库的应用），以及 HMI 界面的设计原则，遵循 ISA 101（高性能 HMI）标准，强调信息的优先级和操作的直观性，而非仅仅是画面的美观。 第三部分：工业通信与网络化（Connectivity and Protocols） 现代控制系统高度依赖于可靠、高速的网络。本部分专注于工业现场和企业间的通信标准。 第七章：工业现场总线技术深度解析 系统对比了现场总线（Fieldbus）技术，包括 Profibus DP/PA、DeviceNet、CANopen 和 EtherCAT。重点分析了它们的时序特性、报文结构和确定性延迟的实现方式。对于 EtherCAT，将详细阐述其“从站 উৎপত্তি”的原理，以及其在高速运动控制中的优势。 第八章：基于以太网的控制网络（TSN 与 OPC UA） 这是本书的亮点之一。深入探讨了工业以太网的演进，特别是时间敏感网络（TSN）如何解决传统以太网的抖动和冲突问题。同时，详细阐释了 OPC Unified Architecture (OPC UA) 作为跨平台、安全、面向服务的通信模型，在打通 OT（操作技术）与 IT（信息技术）之间的壁垒中的关键作用，包括其信息模型构建和安全机制。 第九章：控制系统的网络安全防护策略 鉴于工控系统日益成为网络攻击的目标，本章提供了详尽的安全实践指南。内容涵盖：基于 ISA/IEC 62443 标准的安全生命周期管理；网络分段（Perimeter Zoning）的实施；工业防火墙（Deep Packet Inspection, DPI）在工控环境中的应用；以及安全访问控制和补丁管理在 ICS 环境下的特殊挑战。 第四部分：高级控制与系统集成（Advanced Control and Integration） 本部分面向寻求提升自动化水平的高级工程师。 第十章：过程优化与先进控制（APC） 区别于基础 PID，本章介绍模型预测控制（MPC）的原理，包括如何构建系统的动态模型，以及在约束条件下的优化求解过程。将通过实际案例展示 MPC 如何在复杂的多变量耦合系统中实现能耗降低或产品质量提升。 第十一章：运动控制与机器人集成 聚焦于高速、高精度运动系统的控制。讨论了伺服系统的伺服回路原理，以及多轴协调运动（插补）的实现技术。讲解了如何将工业机器人（如六轴机械手）的运动规划与生产线控制逻辑无缝集成，确保运动轨迹的平滑与精确。 第十二章：系统生命周期管理与数字化孪生 探讨了现代控制项目从需求分析、设计、编程、调试到最终维护的全生命周期管理（LCM）。重点介绍了数字化孪生（Digital Twin）在控制系统中的应用，即如何利用高保真仿真模型在虚拟环境中验证控制策略和系统集成，从而显著缩短现场调试时间并降低风险。 结语：面向未来的工业系统工程师 《现代工业控制系统：原理、架构与实践》致力于培养具备系统集成思维、深谙工业通信标准、能够构建安全可靠自动化蓝图的复合型工程师。本书的案例均取自真实工业现场，图表丰富，旨在成为每一位致力于推动智能制造发展的专业人士案头的必备参考书。 ---

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