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第1章 绪论1

1.1 自动化技术简述1

1.2 自动化发展简史2

1.2.1 自动化技术形成2

1.2.2 局部自动化3

1.2.3 综合自动化4

1.3 自动化技术的发展5

1.3.1 工业自动化技术5

1.3.2 信息化技术7

1.3.3 智能化技术9

1.3.4 绿色自动化技术11

第2章 自动控制系统设计方法13

2.1 自动控制系统13

2.2 自动控制系统的组成及分类14

2.2.1 自动控制系统的组成14

2.2.2 常用术语15

2.2.3 自动控制系统的分类16

2.3 基本形式与总体构建18

2.3.1 控制系统数学模型18

2.3.2 自动控制系统的性能要求21

2.3.3 自动化控制系统基本设备22

2.3.4 自动控制系统的设计23

2.4 控制方法与理论26

2.4.1 PID控制26

2.4.2 最优控制27

2.4.3 鲁棒控制29

2.4.4 智能控制31

2.4.5 自适应控制34

2.4.6 非线性系统理论36

第3章 计算机控制系统37

3.1 信息与信息技术37

3.1.1 信息处理过程38

3.1.2 信息的获取与传输40

3.1.3 信号的转换与干扰消减42

3.1.4 信号制式与传输规则43

3.1.5 信息的集成与管理45

3.2 计算机控制系统的定义及特点46

3.3 计算机控制系统的组成49

3.3.1 控制计算机50

3.3.2 被控对象、执行机构、测量变送50

3.3.3 输入输出通道51

3.4 几种典型的计算机控制系统54

3.4.1 操作指导控制系统54

3.4.2 直接数字控制系统55

3.4.3 监督控制系统56

3.4.4 分布式控制系统57

3.4.5 网络控制系统59

3.5 计算机控制系统的设计步骤60

3.5.1 确定设计任务说明书60

3.5.2 制订计算机控制系统整体设计方案61

3.5.3 计算机控制系统硬件设计62

3.5.4 计算机控制系统软件设计63

3.5.5 控制系统调试与运行64

3.6 计算机控制系统的发展趋势65

第4章 先进制造自动化技术68

4.1 先进制造技术68

4.2 柔性制造系统自动化69

4.2.1 柔性制造系统71

4.2.2 柔性制造系统的控制71

4.3 数控机床自动控制73

4.3.1 数控机床组成73

4.3.2 数控机床控制技术75

4.3.3 数控机床的接口78

4.3.4 PLC、CNC与数控机床的关系79

4.4 工业机器人80

4.4.1 工业机器人控制技术81

4.4.2 工业机器人的关键技术82

4.4.3 工业机器人的应用84

4.5 先进制造发展趋势87

4.5.1 中国制造202587

4.5.2 核心关键88

4.5.3 五大工程88

4.5.4 十大重点领域89

第5章 工业过程自动化91

5.1 化工过程自动化91

5.1.1 生产过程自动化91

5.1.2 简单控制系统92

5.1.3 复杂控制系统93

5.1.4 典型化工过程装备控制97

5.2 冶金过程自动化99

5.2.1 冶金自动化系统99

5.2.2 冶金过程控制系统100

5.3 火力发电自动化101

5.3.1 火力发电概况101

5.3.2 火力发电控制系统103

5.4 管控一体化技术105

5.4.1 管控一体化应用技术105

5.4.2 生产管理控制系统106

5.4.3 管控一体化的发展方向107

5.5 “工业4.0”与智慧工厂108

5.5.1 “工业4.0”起源108

5.5.2 “工业4.0”的两大主题109

5.5.3 智慧工厂的概念111

5.5.4 智慧工厂的架构111

5.5.5 智慧工厂的应用113

5.6 智能建筑114

5.6.1 智能建筑基本构成114

5.6.2 智能建筑综合管理系统115

5.6.3 智能家居117

第6章 交通运输系统121

6.1 船舶自动化121

6.1.1 船舶导航与驾驶自动化技术122

6.1.2 船舶机舱自动化系统与设备技术128

6.1.3 船岸信息一体化系统技术130

6.1.4 液货自动装卸系统技术131

6.1.5 船舶自动化的未来展望132

6.2 航空航天自动化133

6.2.1 航空飞行器134

6.2.2 航天系统概述137

6.2.3 载人飞船139

6.2.4 航空航天飞机140

6.2.5 航天飞行器控制141

6.2.6 航空航天自动化的未来及展望142

6.3 汽车中的自动化技术142

6.3.1 汽车自动控制系统143

6.3.2 汽车先进控制系统146

6.4 智能交通151

6.4.1 智能交通系统子系统151

6.4.2 城市智能交通控制152

6.4.3 智能公路156

6.4.4 不停车收费系统157

第7章 生命支持系统158

7.1 农业系统控制158

7.1.1 农业机械自动化控制160

7.1.2 灌溉自动控制技术164

7.1.3 自动化在精准农业中的应用164

7.2 智能农业165

7.2.1 温室自动控制与管理系统165

7.2.2 智能农业生态系统165

7.2.3 智慧农村168

7.3 生物医学自动化169

7.3.1 生物医学自动化的发展历程170

7.3.2 医学自动化目前的常见问题170

7.3.3 自动化在医学中的应用171

7.3.4 生物医学自动化的其他发展趋势177

7.4 生态自动化178

7.4.1 生态自动化系统发展178

7.4.2 农林生态自动化系统178

7.4.3 农林生态自动化的实际应用181

7.4.4 农林生态自动化系统的发展趋势182

第8章 自动化的整体与教育效果184

8.1 自动化的社会影响184

8.2 自动化教育186

8.2.1 发达国家自动化教育的现状187

8.2.2 中国自动化教育的发展历程及现状190

8.2.3 自动化专业的学习方法191

8.2.4 自动化专业的课程体系193

8.3 自动化技术在教育领域的应用195

8.3.1 MOOC195

8.3.2 微课196

8.3.3 翻转课堂197

参考文献199