智能控制技术（微课版） -图书-人邮教育社区

内容摘要

本书共5 个项目，较为全面地介绍自动控制系统、智能控制系统、智能控制系统与工程、智能控制系统集成与装调、智能制造系统相关知识，包括控制理论的发展历程、自动控制系统概述、自动控制系统分析、自动控制系统的原理与应用、PLC 概述、智能控制系统概述、智能制造设备控制系统、控制基本单元、工业视觉、过程控制、控制系统、控制系统的应用、伺服系统与步进系统、工业4.0 概述、智能控制系统设计、智能控制系统的安装与调试、先进制造模式、智能制造系统概述、制造自动化系统、制造信息系统等。书中还提供5 个项目实施，通过练习和操作实践，帮助读者巩固所学的内容。
本书可以作为高职装备制造大类中的自动化类相关专业课程的教材，也可以作为工业互联网应用、智能控制技术、电气自动化技术、机电一体化技术等培训班的教材，还可以作为工业互联网工程技术、智能制造工程技术、自动控制工程技术、电气工程技术、设备工程技术、机械设备修理、数字化解决方案设计等相关专业人员和广大自动化爱好者的自学参考书。

前言

党的二十大报告指出：“推进新型工业化，加快建设制造强国”。本书结合企业生产实践，科学选取典型案例题材和安排学习内容，在学习者学习专业知识的同时，激发爱国热情、培养爱国情怀，树立绿色发展理念，培养和传承中国工匠精神，筑基中国梦。
智能控制是具有智能信息处理、智能信息反馈和智能控制决策功能的控制方式，是控制理论发展的高级阶段，主要用于解决传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。在工业互联网应用、智能控制技术、电气自动化技术和机电一体化技术等专业中，智能控制技术是核心课程之一，也是推进国家《“十四五”智能制造发展规划》的重要技术基础。智能控制技术专业与我国目前的大背景高度匹配，对于学生而言有着非常好的就业前景。智能控制技术相关专业的毕业生具有广泛的行业选择范围以及较强的岗位适应性，职业生涯前景十分广阔。掌握了智能控制技术，可进一步发展成为我国各行业（如机械、电气、加工制造等行业），能够从事智能控制领域产品设计、生产、改造、技术支持，以及智能控制领域专业设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等工作。本书分为5 个项目，项目1 为自动控制系统，包含5 个知识链接与1 个项目实施。知识链接有控制理论的发展历程、自动控制系统概述、自动控制系统分析、自动控制系统的原理与应用、PLC 概述；项目实施为PLC 的使用，包含建立触摸屏与PLC 的连接、监测输入信号、控制三色灯或气缸动作等操作。项目2 为智能控制系统，包含5 个知识链接与1 个项目实施。知识链接有智能控制系统概述、智能制造设备控制系统、控制基本单元、工业视觉、过程控制；项目实施为智能控制系统视觉应用，包含调整工业相机、建立相机与PLC 的通信、建立相机与工业互联网工程应用平台的通信等操作。项目3 为智能控制系统与工程，包含3 个知识链接与1 个项目实施。知识链接有控制系统、控制系统的应用、伺服系统与步进系统；项目实施为网关在智能控制系统中的应用，包含建立网关与设备的连接、建立网关与MES 的连接等操作。项目4 为智能控制系统集成与装调，包含3 个知识链接与1 个项目实施。知识链接有工业4.0概述、智能控制系统设计、智能控制系统的安装与调试；项目实施为设备数据采集与控制，包含设备状态上传、物料填充数量下发等操作。项目5 为智能制造系统，包含4 个知识链接与1 个项目实施。知识链接有先进制造模式、智能制造系统概述、制造自动化系统、制造信息系统；项目实施为MES 平台各模块的功能与应用，包含新增物料与生产工单、生产管理与入库等操作。除了知识链接与项目实施，每个项目还包含项目引入、学习目标、职业能力目标、素质目标、学习路径、项目小结、思考与练习等模块，帮助读者从全局了解项目，获得指引，并通过总结、思考与练习加深对项目知识的掌握。
由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请广大读者批评指正。

项目1 自动控制系统 ............................ 1
【项目引入】 ........................................... 1
【学习目标】 ........................................... 1
【职业能力目标】 ................................... 1
【素质目标】 ........................................... 2
【学习路径】 ........................................... 2
【知识链接】 ........................................... 3
1.1 控制理论的发展历程..................... 3
1.1.1 自动控制理论阶段 ....................... 3
1.1.2 现代可控制理论阶段 ................... 3
1.1.3 智能控制理论阶段 ....................... 4
1.2 自动控制系统概述 ........................ 4
1.2.1 自动控制系统的基础知识 ........... 5
1.2.2 自动控制系统的组成 ................... 5
1.2.3 自动控制系统的分类 ................... 6
1.2.4 自动控制系统的品质要求 ........... 7
1.3 自动控制系统分析 ........................ 8
1.3.1 自动控制系统的时域分析 ........... 8
1.3.2 自动控制系统的频域分析 ......... 17
1.3.3 自动控制系统的工程分析方法 ... 26
1.4 自动控制系统的原理与应用 ....... 27
1.4.1 自动控制系统的工作原理 ......... 27
1.4.2 自动控制系统的性能分析 ......... 28
1.4.3 自动控制系统的系统调试 ......... 29
1.5 PLC 概述 ...................................... 30
1.5.1 PLC 的基本定义与技术特点 .... 30
1.5.2 PLC 的基本结构与硬件组成 .... 31
1.5.3 PLC 的工作原理与常用编程语言 .... 36
【项目实施】 ......................................... 40
1.6 PLC 的使用 .................................. 40
1.6.1 建立触摸屏与PLC 的连接 ........ 40
1.6.2 监测输入信号 ............................. 45
1.6.3 控制三色灯或气缸动作 ............. 47
【项目小结】 .......................................... 49
【思考与练习】 ...................................... 49

项目2 智能控制系统 .......................... 51
【项目引入】 .......................................... 51
【学习目标】 .......................................... 51
【职业能力目标】 .................................. 51
【素质目标】 .......................................... 52
【学习路径】 .......................................... 52
【知识链接】 .......................................... 52
2.1 智能控制系统概述 ....................... 53
2.1.1 智能控制系统基础知识 ............. 53
2.1.2 智能控制系统的组成 ................. 55
2.2 智能制造设备控制系统 ............... 56
2.2.1 认识智能制造设备控制系统 ..... 56
2.2.2 智能制造设备控制系统的控制方式 ... 57
2.3 控制基本单元 ............................... 59
2.3.1 控制基本单元的组成 ................. 60
2.3.2 控制基本单元的应用 ................. 61
2.4 工业视觉 ....................................... 61
2.4.1 工业视觉原理 ............................. 62
2.4.2 工业视觉应用 ............................. 63
2.5 过程控制 ....................................... 64
2.5.1 过程设备测试技术 ..................... 65
2.5.2 过程控制装置 ............................. 66
2.5.3 典型过程控制系统应用 ............. 68
【项目实施】 .......................................... 73
2.6 智能控制系统视觉应用 ............... 73
2.6.1 调整工业相机 ............................. 73
2.6.2 建立相机与PLC 的通信 ........... 76
2.6.3 建立相机与工业互联网工程应用平台的通信 .... 79
【项目小结】 ......................................... 85
【思考与练习】 ..................................... 85

项目3 智能控制系统与工程 ................ 86
【项目引入】 ......................................... 86
【学习目标】 ......................................... 86
【职业能力目标】 ................................. 86
【素质目标】 ......................................... 87
【学习路径】 ......................................... 87
【知识链接】 ......................................... 87
3.1 控制系统 ...................................... 89
3.1.1 控制系统基础知识 ..................... 89
3.1.2 控制系统性能指标 ..................... 91
3.1.3 控制基本规律 ............................. 91
3.2 控制系统的应用........................... 94
3.2.1 典型控制系统的集成应用 ......... 94
3.2.2 视觉控制系统应用 ..................... 97
3.3 伺服系统与步进系统 ................... 98
3.3.1 伺服系统的特点 ......................... 99
3.3.2 伺服系统的组成 ....................... 100
3.3.3 伺服系统的性能要求 ............... 102
3.3.4 伺服系统的调试方法 ............... 102
3.3.5 伺服系统与步进系统的区别 .... 103
【项目实施】 ....................................... 105
3.4 网关在智能控制系统中的应用 .... 105
3.4.1 建立网关与设备的连接 ........... 105
3.4.2 建立网关与MES 的连接 ......... 114
【项目小结】 ....................................... 117
【思考与练习】 ................................... 117

项目4 智能控制系统集成与装调 ...... 118
【项目引入】 ....................................... 118
【学习目标】 ....................................... 118
【职业能力目标】 ............................... 118
【素质目标】 ........................................ 119
【学习路径】 ........................................ 119
【知识链接】 ........................................ 119
4.1 工业4.0 概述 .............................. 120
4.1.1 工业4.0 基础知识 .................... 120
4.1.2 工业4.0 的特点 ........................ 122
4.1.3 工业4.0 的解决方案 ................ 124
4.2 智能控制系统设计 ..................... 124
4.2.1 工业网络 ................................... 125
4.2.2 数据采集系统 ........................... 126
4.2.3 工业机器人系统 ....................... 129
4.2.4 PLC 控制系统 .......................... 131
4.2.5 视觉系统 ................................... 133
4.3 智能控制系统的安装与调试 ..... 136
4.3.1 工作站简介 ............................... 136
4.3.2 工作站组装 ............................... 139
4.3.3 步进驱动设置 ........................... 139
4.3.4 调速电机 ................................... 140
4.3.5 电气连接 ................................... 142
4.3.6 数据通信 ................................... 146
【项目实施】 ........................................ 148
4.4 设备数据采集与控制 ................. 148
4.4.1 设备状态上传 ........................... 148
4.4.2 物料填充数量下发 ................... 153
【项目小结】 ........................................ 154
【思考与练习】 .................................... 154

项目5 智能制造系统 ........................ 156
【项目引入】 ........................................ 156
【学习目标】 ........................................ 156
【职业能力目标】 ................................ 156
【素质目标】 ........................................ 157
【学习路径】 ........................................ 157
【知识链接】 ........................................ 157
5.1 先进制造模式 ............................. 157
5.1.1 先进制造模式的基础知识 ....... 158
5.1.2 先进制造模式的实现手段 ....... 158
5.1.3 先进制造模式的应用领域 ....... 160
5.1.4 先进制造模式的优势和挑战 ... 161
5.2 智能制造系统概述 .................... 162
5.2.1 智能制造系统的基础知识 ....... 162
5.2.2 智能制造系统的构成 ............... 167
5.3 制造自动化系统 ........................ 172
5.3.1 制造自动化系统概述 ............... 172
5.3.2 自动化技术 .............................. 173
5.3.3 系统设计与集成....................... 174
5.3.4 过程建模与优化....................... 175
5.3.5 系统安全与可靠性 ................... 175
5.3.6 维护与管理 .............................. 176
5.3.7 制造自动化系统的应用 ........... 177
5.4 制造信息系统 ............................ 178
5.4.1 制造信息系统的基础知识 ....... 178
5.4.2 制造信息系统的应用领域 ....... 180
5.4.3 制造信息系统的设计与实施 ... 182
5.4.4 制造信息系统的管理与优化 .... 185
5.4.5 制造信息系统的挑战与发展 ..... 188
【项目实施】 ........................................ 189
5.5 MES 平台各模块的功能与应用 .... 189
5.5.1 新增物料与生产工单 ............... 190
5.5.2 生产管理与入库 ....................... 192
【项目小结】 ........................................ 199
【思考与练习】 .................................... 199

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出版信息

书　　名：智能控制技术（微课版）
系列书名：工信精品工业互联网系列教材
执行编辑：本书的内容有任何问题，请联系刘晓东
出版日期：2026-01-30
书　　号：978-7-115-67398-5
作　　者： 何建华，夏正璞，郑林
定　　价：56.00 元
页　　数：200
印刷方式：黑白印刷
开　　本：16开
出版状态：上市销售

作者介绍

何建华，福建信息职业技术学院智能制造学院副院长，兼任福建省职业教育机械专业教科研组副秘书长，福建省技术能手、电工高级技师、国家级裁判员。曾获省科学技术进步获1项，省教学成果一等奖1项、二等奖2项，授权发明专利2项、实用新型专业6项，主持市厅级及以上科研课题5项，参与10余项，发表论文8篇，指导学生参加各类职业技能大赛获国家级奖项10项、省级奖项16项。