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第1章 绪论1

1.1材料成型过程控制的特点1

1.2材料成型过程控制的基本概念1

1.3材料成型过程控制系统分类2

1.4材料成型过程控制的基本要求4

第2章 材料成型计算机控制基础7

2.1计算机输入／输出通道的组成与功能7

2.2计算机输入／输出通道的控制方式7

2.2.1计算机输入／输出通道与CPU交换信息类型7

2.2.2计算机通道的编址方式8

2.2.3CPU对计算机通道的控制方式8

2.2.4计算机通道接口设计应考虑的问题9

2.3模拟量输入通道设计10

2.3.1模拟量输入通道的结构10

2.3.2模拟量输入通道设计应考虑的问题10

2.3.3信号放大电路11

2.3.4模拟多路转换器及其与CPU的接口16

2.3.5采样保持器19

2.4A／D转换器接口设计20

2.4.1模／数转换器和数／模转换器的主要技术指标20

2.4.2逐次逼近式A／D转换器及接口21

2.4.3串行A／D转换器与单片机的接口27

2.5D／A转换器接口设计28

2.5.1模拟量输出通道的结构形式28

2.5.2D／A转换接口设计的一般性问题29

2.5.38位D／A转换器及其接口33

2.5.412位D／A转换器及其接口35

2.6开关量输入采样38

2.6.1开关量（数字量）输入通道的结构形式38

2.6.2过程开关量（数字量）形式及变换38

2.6.3整形与电平变换40

2.6.4开关量输入通道与CPU的接口42

2.7开关量输出控制44

2.7.1开关量输出通道的44

结构形式44

2.7.2开关量输出通道与CPU的接口45

2.7.3功率接口技术45

习题47

第3章 材料成型过程控制常用传感器48

3.1传感器基础48

3.1.1传感器的概念48

3.1.2传感器的组成48

3.1.3传感器的分类49

3.1.4传感器的基本特性49

3.2电参量型传感器52

3.2.1电阻式传感器52

3.2.2电容式传感器63

3.2.3电感式传感器66

3.3电量型传感器73

3.3.1磁电式传感器74

3.3.2压电式传感器76

3.3.3压磁式传感器77

3.3.4霍尔元件式传感器77

3.3.5光电式传感器77

3.4材料成型过程传感器84

3.4.1温度传感器84

3.4.2图像传感器88

3.4.3光栅数字传感器91

习题95

第4章 材料成型过程控制基本算法96

4.1常规控制96

4.1.1PID控制器数字化96

4.1.2PID算法优化98

4.1.3PID参数整定方法102

4.2专家系统105

4.2.1专家系统定义105

4.2.2专家系统的功能106

4.2.3专家系统的结构106

4.2.4专家系统的基本特征108

4.2.5知识获取与知识库管理109

4.2.6推理控制策略116

4.2.7解释机制120

4.2.8专家系统的设计与开发122

4.2.9专家系统效能评估129

4.3模糊控制131

4.3.1模糊推理基础131

4.3.2模糊控制器设计136

4.4神经网络控制147

4.4.1神经网络控制的优越性147

4.4.2神经元模型148

4.4.3神经网络的模型分类149

4.4.4神经网络的学习算法151

4.4.5神经网络的泛化能力151

4.4.6神经网络控制方案152

习题155

第5章 材料成型过程控制抗干扰技术156

5.1材料成型过程干扰途径与分类156

5.1.1干扰途径156

5.1.2干扰分类156

5.2材料成型过程控制硬件抗干扰技术158

5.2.1接地技术158

5.2.2屏蔽技术160

5.2.3硬件“看门狗”技术164

5.2.4电源的抗干扰技术167

5.2.5计算机接口电路隔离技术171

5.3材料成型过程控制软件抗干扰技术173

5.3.1软件冗余技术174

5.3.2软件陷阱技术175

5.3.3软件“看门狗”技术177

5.3.4数字滤波178

5.4材料成型过程控制抗干扰设计实例180

5.4.1设计抗干扰电路180

5.4.2抑制干扰源185

5.4.3削弱耦合通道186

5.4.4采用屏蔽双绞线187

5.4.5合理布线189

习题192

第6章 焊接过程控制193

6.1焊接过程控制特点193

6.1.1焊接过程控制的一般特点193

6.1.2电弧焊过程控制特点195

6.1.3电阻焊过程控制特点200

6.1.4其他熔焊工艺控制特点202

6.2焊接质量自动控制必要性204

6.2.1焊接质量的概念204

6.2.2焊接质量检测与控制的必要性205

6.2.3焊接质量传感与控制对象206

6.3焊接过程传感与控制207

6.3.1焊接过程传感器的作用207

6.3.2焊接过程自动控制系统210

6.3.3非熔化极氩弧焊弧长控制212

6.3.4熔化极电弧焊熔滴过渡控制214

6.3.5焊缝自动跟踪传感与控制220

6.3.6焊缝熔透与熔深的传感与控制227

6.4焊接过程智能控制230

6.4.1常规控制方法在焊接中的应用230

6.4.2模糊系统理论在焊接中的应用234

6.4.3焊接专家系统在焊接中的应用237

6.4.4人工神经网络理论在焊接中的应用241

习题245

第7章 铸造过程检测与控制246

7.1铸造过程质量检测与控制的重要性246

7.1.1铸造过程质量概念246

7.1.2铸造过程质量控制的重要性和意义247

7.2铸造过程检测与控制特点247

7.2.1铸造过程控制一般特点247

7.2.2砂处理过程控制特点248

7.2.3造型（芯）过程控制特点250

7.2.4熔炼过程控制特点252

7.3铸造过程信号检测方法254

7.3.1铸造过程传感器的作用254

7.3.2砂处理过程信号检测方法255

7.3.3造型过程信号检测方法261

7.3.4熔炼过程信号检测方法262

7.4铸造过程自动控制266

7.4.1砂处理过程自动控制266

7.4.2造型（芯）过程自动控制278

7.4.3熔炼过程自动控制283

7.4.4低压铸造过程自动控制295

习题299

第8章 锻压过程检测与控制300

8.1锻压过程检测与控制特点300

8.1.1锻压过程检测与控制一般特点300

8.1.2热模锻生产检测及控制特点302

8.1.3锻压生产的发展趋势303

8.2锻压过程信号检测方法303

8.2.1锻压力的检测303

8.2.2锻压位移的检测305

8.2.3锻压速度及加速度的检测307

8.2.4液体压力及流量的检测308

8.2.5锻压位置的检测方法310

8.3热模锻生产过程检测与控制313

8.3.1热模锻压力机的检测与控制313

8.3.2热模锻液压机的检测与控制315

8.3.3锻后热处理炉的检测与控制320

8.4自由锻造生产过程检测与控制322

8.4.1自由锻造操作机的检测与控制322

8.4.2自由锻造加热炉的检测与控制328

8.4.3泵直接传动式锻造液压机检测与控制330

习题332

参考文献333